+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказВ чем измеряется мощность двигателя
Измерение мощности — какая разница между мощностью с колес и на маховике. — DRIVE2
Измерение мощности на динамометрическом стенде, вроде все просто, но почему так много вопросов возникает? Мощность — с колес, с маховика. Единицы измерения мощности в лошадиных силах индикаторная (механическая), а может метрическая или киловаттах. Думаю, многим будет интересно с этим раз и навсегда разобраться.
Полный размер
Что бы лучше в этом разобраться начнем с Джемса Уатта и его парового двигателя, и постепенно дойдем до самых современных методов измерения мощности, используемых в автомобильной промышленности и гоночной индустрии.
Джеймс Уатт (1736-1819) был ученым из Шотландии, инженером, изобретателем, а также инноватором, человеком, который смог извлечь выгоду из своего изобретения. Более того, можно сказать, что он был одним из первых тюнеров двигателей. Все началось с того, что к нему обратился его друг профессор физики Джон Андерсон с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Паровая машина Ньюкомена существовала уже пятьдесят лет до него, и применялась большей частью для откачки воды и поднятия угля из шахт, однако, за всё это время она ни разу не была усовершенствована, и мало кто разбирался в принципе её работы.
Первым значительным усовершенствованием Уатта на паровой машине стало внедрение в 1769 году изолированной камеры для конденсации. А в 1782 году он изобретает машину двойного действия. В итоге, после “тюнинга” от Уатта эффективность паровой машины увеличилась более чем в четыре раза и стала легко управляемой.
Полный размер
К сожалению, машина оставалась бесполезной для изобретателя, как и любое другое изобретение без создания коммерческого спроса. Необходимо было начать продвижение изобретения.
И тогда Уатт предложил использовать паровую машину с доработанным механизмом для поднятия угля из шахты, и тем самым заменить традиционный источник энергии — лошадь. Лошади в то время были использованы для подъема угля до уровня земли. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить более эффективную альтернативу, и оценить преимущества нового приспособления?
Уатт сделал измерения на нескольких лошадях и рассчитал производительность средней рабочей лошади в течение всего рабочего дня. После расчетов именно Уатт дает название этой единице измерения – “Лошадиная сила”, которое в дальнейшем звучит как BHP (brake horsepower) и imp HP (imperial horsepower). Теперь он мог шахтовладельцам показать выгоду, т.е. сколько лошадей они могли бы заменить при использовании одного парового двигателя, а для себя начинать рассчитывать прибыль в предвкушении радужных перспектив.
Однако, все попытки Уатта поставить свои изобретения на коммерческую основу не имели успеха до тех пор, пока не состоялась судьбоносная встреча с предпринимателем Мэттью Болтоном. Совместная компания «Boulton and Watt» (англ. Boulton and Watt) успешно работала на протяжении двадцати пяти лет, в результате чего Уатт становится весьма и весьма состоятельным человеком.
А вот дальше начинается небольшая путаница. Изначально Уатт использовал индикаторные единицы измерения (Imperial units) т.е. фунт и фут (pounds and feet) и следующий расчет – средняя лошадь способна поднять груз 550 фунтов на высоту 10 футов за 10 секунд.
Остальная Европа хотела определение на основе метрических единиц. Это почти, но не совсем, то же самое. Английская или индикаторная (imperial) лошадиная сила при преобразовании в метрическую, показывает на 1.5% более высокие числа. Метрическая л.с., используемая в большинстве европейских стран, определяется как 75 кгс·м/с, то есть как мощность, затрачиваемая при равномерном вертикальном поднимании груза массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²).
На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году принимается уже новая единица измерения мощности — ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. До этого же при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.
Ватт – единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ).
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:
Вт = Дж / с = кг·м²/с³
Вт = H·м/с
Или, если через лошадей, то поднятие груза 1000 Ньютонов (98.1 кг) на высоту 1 метр за 1 секунду. Единица измерения кВ (киловатт)
Мощность в киловаттах всегда и во всем мире будет одинакова, а вот лошадиные силы разные. Для перевода можно использовать следующие коэффициенты:
1 кВт = 1.34 л.с – английское обозначение HP. Используется в основном в Англии и США.
1 кВт = 1.36 л.с — Лошади́ная си́ла (русское обозначение: л. с.; английское: hp; немецкое: PS; французское:CV) — внесистемная единица мощности. Используется в большинстве европейских стран и России.
1 HP Англо-американская л.с. равняется = 1.015 Русско-европейской л.с.
Также для пересчета англо-американского крутящего момента в международную систему СИ:
1 lb-ft = 1.36 Нм
КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ
Крутящий момент (Torque) является хорошим индикатором способности двигателя выполнять работу. Момент силы имеет размерность “сила на расстояние” и имеет единицу измерения N-m или lbf-ft.
Совпадение размерностей этих величин — не случайность; момент силы 1 Н·м, приложенный через целый оборот, совершает механическую работу и сообщает энергию 2π джоулей
Т = 2πW
Где:
T = крутящий момент
Wb = эффективная работа за один оборот
Крутящий момент на самом деле то, что вы чувствуете во время вождения автомобиля. Давайте представим, что мы хотим растолкать автомобиль. Когда мы начинаем толкать авто, которое трудно сдвинуть с места, мы прилагаем усилие или крутящий момент, передающийся на колеса, даже если машина остается бездвижна. Только, когда мы сдвинем авто с места, будет произведена работа. Время, в течение которого мы толкаем, и опреде
Измерение лошадиных сил | HowStuffWorks
Если вы хотите узнать мощность двигателя, подключите двигатель к динамометру . Динамометр помещает нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое двигатель может производить против нагрузки.
Аналогичным образом, если вы прикрепите вал к двигателю, двигатель может прикладывать крутящий момент к валу. Динамометр измеряет этот крутящий момент. Вы можете легко преобразовать крутящий момент в лошадиные силы, умножив крутящий момент на число оборотов в минуту / 5,252.
Вы можете получить представление о том, как динамометр работает следующим образом: представьте, что вы включаете автомобильный двигатель, устанавливаете его в нейтральное положение и заправляете его. Двигатель будет работать так быстро, что взорвется. Это бесполезно, поэтому на динамометре вы прикладываете нагрузку к напольному двигателю и измеряете нагрузку, которую двигатель может выдерживать при разных оборотах двигателя. Вы можете подключить двигатель к динамометру, закрепить его на полу и использовать динамометр, чтобы приложить достаточную нагрузку к двигателю, чтобы поддерживать его, скажем, на 7000 об / мин.Вы записываете, какую нагрузку может выдержать двигатель. Затем вы прикладываете дополнительную нагрузку, чтобы снизить частоту вращения двигателя до 6500 об / мин и записывать нагрузку там. Затем вы прикладываете дополнительную нагрузку, чтобы снизить ее до 6000 об / мин и так далее. Вы можете сделать то же самое, начав с 500 или 1000 об / мин и двигаясь вверх. На самом деле динамометры измеряют крутящий момент (в фунтах-футах), а чтобы преобразовать крутящий момент в лошадиные силы, просто умножьте крутящий момент на число оборотов в минуту / 5,252.
График лошадиных сил
Если вы построите график зависимости лошадиных сил от числа оборотов для двигателя, в результате вы получите кривую лошадиных сил для двигателя.Типичная кривая мощности для мощного двигателя может выглядеть следующим образом (это кривая для 300-сильного двигателя в Mitsubishi 3000 twin-turbo):
На графике, подобном этому, показано, что любой двигатель имеет пиковую мощность - значение оборотов, при котором мощность, получаемая от двигателя, максимальна. Двигатель также имеет максимальный крутящий момент при определенных оборотах. Вы часто будете видеть это в брошюре или обзоре в журнале как «320 л.с. при 6500 об / мин, крутящий момент 290 фунт-фут при 5000 об / мин» (цифры для серии Shelby 1999 года 1).Когда люди говорят, что двигатель обладает «большим крутящим моментом на низких оборотах», они имеют в виду, что пиковый крутящий момент возникает при довольно низком значении оборотов, например 2000 или 3000 об / мин.
Еще одна вещь, которую вы можете увидеть из кривой мощности автомобиля, это место, где двигатель имеет максимальную мощность. Когда вы пытаетесь разогнаться быстро, вы хотите держать двигатель близко к точке максимальной мощности на кривой. Вот почему вы часто понижаете скорость для ускорения - понижая передачу, вы увеличиваете обороты двигателя, что обычно приближает вас к точке максимальной мощности на кривой.Если вы хотите «запустить» свой автомобиль со светофора, вы, как правило, включите двигатель, чтобы двигатель работал на пиковых оборотах, а затем отпустите сцепление, чтобы сбросить максимальную мощность для шин.
Одна из областей, где люди больше всего говорят о лошадиных силах, - это высокопроизводительные автомобили. В следующем разделе мы поговорим о связи там.
,Отношение мощности к весу - Википедия
Отношение мощности к весу (или удельная мощность или отношение мощности к массе ) - это расчет, обычно применяемый к двигателям и мобильным источникам питания для сравнения. одной единицы или дизайна в другую. Отношение мощности к весу - это измерение фактической производительности любого двигателя или источника питания. Он также используется для измерения рабочих характеристик транспортного средства в целом, при этом выходная мощность двигателя делится на вес (или массу) транспортного средства, чтобы получить показатель, который не зависит от размера транспортного средства.Мощность на вес часто указывается производителями при пиковом значении, но фактическое значение может варьироваться при использовании, и различия будут влиять на производительность.
Обратное отношение мощности к весу, отношения веса к мощности (нагрузка на мощность) - это расчет, обычно применяемый к самолетам, автомобилям и транспортным средствам в целом, чтобы сделать возможным сравнение характеристик одного транспортного средства с другим. Отношение мощности к весу равно тяге на единицу массы, умноженной на скорость любого транспортного средства.
Мощность к весу (удельная мощность) [править]
Формула отношения мощности к весу (удельной мощности) для двигателя (силовой установки) - это мощность, вырабатываемая двигателем, деленная на массу. Вес в данном контексте является разговорным термином для , масса . Чтобы увидеть это, обратите внимание, что то, что инженер подразумевает под «отношением мощности к весу» электродвигателя, не является бесконечным в условиях невесомости.
Типичный дизельный двигатель V8 с турбонаддувом может иметь мощность двигателя 250 кВт (340 л.с.) и массу 380 кг (840 фунтов), [1] , при этом отношение мощности к весу составляет 0,65 кВт / кг. (0,40 л.с. / фунт).
Примеры высокого отношения мощности к весу часто можно найти в турбинах.Это из-за их способности работать на очень высоких скоростях. Например, в главных двигателях космического челнока использовались турбонагнетатели (машины, состоящие из насоса, приводимого в движение турбинным двигателем) для подачи топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) в камеру сгорания двигателя. Исходный жидкостный водородный турбонасос подобен по размеру автомобильному двигателю (весит приблизительно 352 кг (775 фунтов)) и производит 72 000 л.с. (54 МВт) [2] при соотношении мощности к весу 153 кВт / кг ( 93 л.с. / фунт).
Физическая интерпретация [править]
В классической механике мгновенная мощность - это предельное значение средней работы, выполненной за единицу времени, когда временной интервал t приближается к нулю (то есть производная по времени проделанной работы).
- P = limΔt → 0ΔW (t) Δt = limΔt → 0Pavg = ddtW (t) {\ displaystyle P = \ lim _ {\ Delta t \ rightarrow 0} {\ tfrac {\ Delta W (t)} {\ Delta t}} = \ lim _ {\ Delta t \ rightarrow 0} P _ {\ mathrm {avg}} = {\ frac {d} {dt}} W (t) \,}
Обычно используемая метрическая единица отношение мощности к весу равно Wkg {\ displaystyle {\ tfrac {W} {kg}} \;}, что равно m2s3 {\ displaystyle {\ tfrac {m ^ {2}} {s ^ {3}}} \ ;}.Этот факт позволяет выразить отношение мощности к весу исключительно с помощью базовых единиц СИ. Отношение мощности к весу транспортного средства равно его ускорению, умноженному на его скорость; поэтому при удвоенной скорости он испытывает половину ускорения, при прочих равных условиях.
Мощность двигателя [править]
Если выполняемая работа - это прямолинейное движение тела с постоянной массой m {\ displaystyle m \;}, центр масс которого должен быть ускорен вдоль (возможно, не прямо) до скорости | v (t) | {\ displaystyle | \ mathbf {v} (t) | \;} и углом ϕ {\ displaystyle \ phi \;} относительно центра и радиуса гравитационного поля бортовой силовой установки, тогда связанная кинетическая энергия равна
- EK = 12m | v (t) | 2 {\ displaystyle E_ {K} = {\ tfrac {1} {2}} m | \ mathbf {v} (t) | ^ {2}}
где :
- м {\ displaystyle m \;} - масса тела
- | v (t) | {\ displaystyle | \ mathbf {v} (t) | \;} - скорость центра масс тела, изменяющаяся со временем.
Принцип работы-энергии гласит, что работа, выполненная для объекта в течение определенного периода времени, равна разности его полной энергии за этот период времени, поэтому скорость, с которой выполняется работа, равна скорости изменение кинетической энергии (при отсутствии изменений потенциальной энергии).
Работа, выполненная со времени t до времени t + Δ t вдоль пути C , определяется как интеграл линии ∫CF⋅dx = ∫tt + ΔtF⋅v (t) dt {\ displaystyle \ int _ {C} \ mathbf {F} \ cdot d \ mathbf {x} = \ int _ {t} ^ {t + \ Delta t} \ mathbf {F} \ cdot \ mathbf {v} (t) dt} Таким образом, основная теорема исчисления имеет такую степень: F (t) ⋅v (t) = ma (t) ⋅v (t) = τ (t) ⋅ω (t) {\ displaystyle \ mathbf {F} (t) \ cdot \ mathbf {v} (t) = m \ mathbf {a} (t) \ cdot \ mathbf {v} (t) = \ mathbf {\ tau} (t) \ cdot \ mathbf {\ omega } (t)}.
где:
- a (t) = ddtv (t) {\ displaystyle \ mathbf {a} (t) = {\ frac {d} {dt}} \ mathbf {v} (t) \;} - ускорение центра масса тела, меняющаяся со временем.
- F (t) {\ displaystyle \ mathbf {F} (t) \;} - это линейная сила - или тяга, - прикладываемая к центру масс тела, меняющаяся со временем.
- v (t) {\ displaystyle \ mathbf {v} (t) \;} - скорость центра масс тела, изменяющаяся со временем.
- τ (t) {\ displaystyle \ mathbf {\ tau} (t) \;} - крутящий момент, приложенный к центру масс тела, меняющийся со временем.
- ω (t) {\ displaystyle \ mathbf {\ omega} (t) \;} - угловая скорость центра масс тела, изменяющаяся со временем.
В силовой установке энергия подается только в том случае, если силовая установка находится в движении, и передается, чтобы привести тело в движение. Здесь обычно предполагается, что механическая трансмиссия позволяет силовой установке работать с максимальной выходной мощностью. Это предположение позволяет при настройке двигателя менять ширину полосы мощности и массу двигателя на сложность и массу трансмиссии.Электродвигатели не страдают от этого компромисса, вместо этого обменивая свой высокий крутящий момент на тягу на низкой скорости. Тогда преимущество в мощности или отношение мощности к весу
- P-to-W = | a (t) || v (t) | {\ displaystyle {\ mbox {P-to-W}} = | \ mathbf {a} (t) || \ mathbf {v } (t) | \;}
где:
- | v (t) | {\ displaystyle | \ mathbf {v} (t) | \;} - линейная скорость центра масс тела.
Мощность двигателя [править]
Полезная мощность двигателя с выходной мощностью вала может быть рассчитана с использованием динамометра для измерения крутящего момента и скорости вращения, при этом максимальная мощность достигается, когда крутящий момент, умноженный на скорость вращения, является максимальным.Для реактивных двигателей полезная мощность равна скорости полета самолета, умноженной на силу, известную как чистая тяга, необходимая для того, чтобы он двигался с этой скоростью. Используется при расчете пропульсивной эффективности.
примеров [править]
Двигатели [править]
Тепловые двигатели и тепловые насосы [править]
Тепловая энергия состоит из молекулярной кинетической энергии и энергии скрытой фазы. Тепловые двигатели способны преобразовывать тепловую энергию в виде градиента температуры между горячим источником и холодным радиатором в другие желательные механические работы.Тепловые насосы выполняют механическую работу для регенерации тепловой энергии в температурном градиенте. Стандартные определения должны использоваться при интерпретации того, как движущая сила реактивного или ракетного двигателя передается на его транспортное средство.
| Тепловой двигатель / Тип теплового насоса | Пиковая выходная мощность | Соотношение мощности к весу | Пример использования | ||
|---|---|---|---|---|---|
| SI | английский | SI | английский | ||
| Wärtsilä RTA96-C 14-цилиндровый двухтактный дизельный двигатель [3] | 80 080 кВт | 108 920 л.с. | 0.03 кВт / кг | 0,02 л.с. / фунт | Эмма Мёрск контейнеровоз |
| Suzuki 538 куб.см V2 четырехтактный бензиновый подвесной мотор [4] | 19 кВт | 25 л.с. | 0,27 кВт / кг | 0,16 л.с. / фунт | Катера |
| DOE / NASA / 0032-28 Mod 2 502 куб. См бензиновый двигатель Стирлинга [5] | 62,3 кВт | 83,5 л.с. | 0,30 кВт / кг | 0,18 л.с. / фунт | Chevrolet Celebrity [•] 1985 |
| GM Duramax LMM V8 6.6-литровый турбодизель [1] | 246 кВт | 330 л.с. | 0,65 кВт / кг | 0,40 л.с. / фунт | Chevrolet Kodiak, [•] GMC Topkick [•] |
| Junkers Jumo 205A двухтактный, дизельный, с поршневым двигателем [6] | 647 кВт | 867 л.с. | 1,1 кВт / кг | 0,66 л.с. / фунт | Авиалайнер Ju 86C-1, поплавок B & V Ha 139 |
| GE LM2500 + судовой турбовал [7] | 30 200 кВт | 40 500 л.с. | 1.31 кВт / кг | 0,80 л.с. / фунт | GTS Millennium Cruiseship, океанский лайнер QM2 |
| Mazda 13B-MSP Renesis, 1,3 л, двигатель Ванкеля [8] | 184 кВт | 247 л.с. | 1,5 кВт / кг | 0,92 л.с. / фунт | Mazda RX-8 [•] |
| PW R-4360 71,5 л 28-цилиндровый радиальный двигатель (с наддувом) | 3210 кВт | 4300 л.с. | 1,83 кВт / кг | 1,11 л.с. / фунт | B-50, B-36, C-97, C-119, H-4 |
| Райт R-3350 54.57-литровый 18-цилиндровый турбокомпозитный радиальный двигатель | 2,535 кВт | 3400 л.с. | 2,09 кВт / кг | 1,27 л.с. / фунт | B-29, DC-7 |
| O.S. Двигатели 49-PI, тип II, 4,97 куб. См, двигатель Ванкеля [9] | 0,934 кВт | 1,252 л.с. | 2,8 кВт / кг | 1,7 л.с. / фунт | БПЛА, Модель самолета, RC Самолет |
| JetCat SPT10-RX-H турбовальный двигатель [10] | 9 кВт | 12 л.с. | 3.67 кВт / кг | 2,24 л.с. / фунт | БПЛА Модель самолета, RC Самолет |
| GE LM6000 судовой турбовальный двигатель [11] [12] | 44 700 кВт | 59 900 л.с. | 5,67 кВт / кг | 3,38 л.с. / фунт | Пиковая силовая установка |
| BMW V10 3L P84 / 5 2005 бензиновый двигатель [13] | 690 кВт | 925 л.с. | 7,5 кВт / кг | 4,6 л.с. / фунт | Автомобиль Williams FW27, [•] Автогонки Формулы-1 |
| BMW i4 1.490L M12 1987 турбо двигатель [13] [14] | 1030 кВт | 1400 л.с. | 8,25 кВт / кг | 5,07 л.с. / фунт | Arrows A10 car, [•] Автогонки Формулы 1 |
| Rolls-Royce T406 / AE1107C турбовальный двигатель [15] | 4,586 кВт | 6 150 л.с. | 10,42 кВт / кг | 6,33 л.с. / фунт | V-22 |
| Топ Топливный двигатель с наддувом V8 (нитрометан) [16] [ не удалось проверить ] | 8203 кВт | 11 000 л.с. | 36.46 кВт / кг | 22,2 л.с. / фунт | Топливный драгстер армии США |
| PWR RS-24 (SSME) Блок I H 2 Турбонасос [2] | 53 690 кВт | 72 000 л.с. | 153 кВт / кг | 93 л.с. / фунт | Спейс Шаттл |
- Показатель полной мощности транспортного средства, показанный ниже
Электродвигатели и электродвигатели [править]
Электродвигатель использует электрическую энергию для обеспечения механической работы, обычно посредством взаимодействия магнитного поля и проводников с током.Взаимодействие механической работы на электрическом проводнике в магнитном поле может генерировать электрическую энергию.
| Тип электродвигателя | Вес | Пиковая выходная мощность | Соотношение мощности к весу | Пример использования | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SI | английский | СИ | английский | кВт / кг | л.с. / фунт | ||
| Kawak 4 кВт 28 В постоянного тока Бесщеточный двигатель постоянного тока [17] | 11.8 кг | 26 фунтов | 4 кВт | 5,4 л.с. | 0,29 кВт / кг | 0,18 л.с. / фунт | Летный двигатель для вспомогательных систем самолетов (топливные насосы и т. Д.) |
| Panasonic MSMA202S1G серводвигатель переменного тока [18] | 6,5 кг | 14 фунтов | 2 кВт | 2,7 л.с. | 0,31 кВт / кг | 0,19 л.с. / фунт | Конвейерные ленты, робототехника |
| Kawak 7,5 кВт 208 В переменного тока 400 Гц 3-фазный синхронный двигатель [19] | 11.8 кг | 26 фунтов | 7,5 кВт | 10,1 л.с. | 0,47 кВт / кг | 0,29 л.с. / фунт | Летный двигатель для вспомогательных систем самолетов (топливные насосы и т. Д.) |
| Toshiba 660 МВА с водяным охлаждением турбогенератора переменного тока 23 кВ | 1,342 т | 2 959 000 фунтов | 660 МВт | 890 000 л.с. | 0,49 кВт / кг | 0,30 л.с. / фунт | Bayswater, Эраринг на угольных электростанциях |
| Canopy Tech.Cypress 32 МВт 15 кВ переменного тока PM генератор [20] | 33 557 кг | 73,981 фунт | 32 МВт | 43 000 л.с. | 0,95 кВт / кг | 0,58 л.с. / фунт | Электростанции |
| Toyota Бесщеточный двигатель переменного тока NdFeB PM [21] | 36,3 кг | 80 фунтов | 50 кВт | 67 л.с. | 1,37 кВт / кг | 0,84 л.с. / фунт | Toyota Prius [•] 2004 |
| Бесщеточный двигатель постоянного тока Himax HC6332-250 [22] | 0.45 кг | 0,99 фунтов | 1,7 кВт | 2,3 л.с. | 3,78 кВт / кг | 2,30 л.с. / фунт | Радиоуправляемые машины |
| Hi-Pa Drive HPD40 бесщеточный электродвигатель ступицы колеса постоянного тока [23] | 25 кг | 55 фунтов | 120 кВт | 160 л.с. | 4,8 кВт / кг | 2,92 л.с. / фунт | Mini QED HEV, Ford F150 HEV |
| ElectriFly GPMG4805 Бесщеточный DC [24] | 1.48 кг | 3,3 фунта | 8,4 кВт | 11,3 л.с. | 5,68 кВт / кг | 3,45 л.с. / фунт | Радиоуправляемый самолет |
| Rolls-Royce SP260D-A DC безщеточный | 44 кг | 97 фунтов | 260 кВт | 350 л.с. | 5,9 кВт / кг | 3,6 л.с. / фунт | Электрический самолет |
| YASA-400 бесщеточный AC [25] | 24 кг | 53 фунта | 165 кВт | 221 л.с. | 6.875 кВт / кг | 4,18 л.с. / фунт | Электромобили, Drive eO |
| Бесщеточный электродвигатель постоянного тока ElectriFly GPMG5220 [26] | 0,133 кг | 0,29 фунтов | 1,035 кВт | 1,388 л.с. | 7,78 кВт / кг | 4,73 л.с. / фунт | Радиоуправляемый самолет |
| Бесщеточный двигатель постоянного тока Remy HVh350-090-POC3 [27] | 33,5 кг | 74 фунта | 297 кВт | 398 л.с. | 8.87 кВт / кг | 5,39 л.с. / фунт | Электромобили |
| TP POWER TP100XL Бесщеточный двигатель постоянного тока [28] | 7 кг | 15 фунтов | 75 кВт | 101 л.с. | 9,0 кВт / кг | 5,5 л.с. / фунт | Электромобили |
| Бесщеточный электродвигатель переменного тока Emrax 268 [29] | 19,9 кг | 44 фунта | 230 кВт | 310 л.с. | 11,56 кВт / кг | 7.03 л.с. / фунт | Электрический самолет |
- Показатель полной мощности транспортного средства, показанный ниже
Жидкостные двигатели и насосы для жидкости [править]
Жидкости(жидкость и газ) могут использоваться для передачи и / или накопления энергии с использованием давления и других свойств жидкости. Гидравлические (жидкостные) и пневматические (газовые) двигатели преобразуют давление жидкости в другие желательные механические или электрические работы. Насосы для жидкости преобразуют механические или электрические работы в движение или изменение давления жидкости или хранение в сосуде под давлением.
Термоэлектрические генераторы и электротермические приводы [править]
Различные эффекты могут быть использованы для получения термоэлектричества, термоэлектронной эмиссии, пироэлектричества и пьезоэлектричества. Электрическое сопротивление и ферромагнетизм материалов могут быть использованы для генерации термоакустической энергии из электрического тока.
Электрохимические (гальванические) и электростатические ячейки [править]
(закрытый элемент) батареи [править]
Все батареи электрохимических ячеек выдают изменяющееся напряжение, когда их химический состав меняется с «заряженного» на «разряженный».Номинальное выходное напряжение и напряжение отсечки обычно указываются изготовителем для батареи. Выходное напряжение падает до напряжения отключения, когда батарея разряжается. Номинальное выходное напряжение всегда меньше напряжения холостого хода, возникающего при «зарядке» аккумулятора. Температура батареи может влиять на мощность, которую она может выдавать, когда более низкие температуры уменьшают мощность. На общую энергию, доставляемую за один цикл зарядки, влияет как температура аккумулятора, так и мощность, которую он выдает.Если температура понижается или увеличивается потребность в мощности, общая энергия, доставляемая в точке «разряда», также уменьшается.
Профили разрядки аккумулятора часто описываются с точки зрения коэффициента емкости аккумулятора. Например, батарея с номинальной емкостью, указанной в ампер-часах (Ач) при номинальном токе разряда C / 10 (полученном в амперах), может безопасно обеспечивать более высокий ток разряда - и, следовательно, более высокое отношение мощности к весу - но только с меньшей энергоемкостью. Следовательно, отношение мощности к весу для аккумуляторов является менее значимым без ссылки на соответствующее отношение энергии к весу и температуру элемента.Эти отношения известны как закон Пейкерта. [43]
Электростатические, электролитические и электрохимические конденсаторы [править]
Конденсаторы накапливают электрический заряд на двух электродах, разделенных полуизолирующей (диэлектрической) средой для электрического поля. Электростатические конденсаторы имеют плоские электроды, на которых накапливается электрический заряд. В электролитических конденсаторах в качестве одного из электродов используется жидкий электролит, и электрический двойной слой воздействует на поверхность границы диэлектрик-электролит, увеличивая количество заряда, накопленного на единицу объема.Электрические двухслойные конденсаторы расширяют оба электрода нанопрозрачным материалом, таким как активированный уголь, чтобы значительно увеличить площадь поверхности, на которой может накапливаться электрический заряд, уменьшая диэлектрическую среду до нанопор и очень тонкий сепаратор с высокой диэлектрической проницаемостью.
Хотя конденсаторы, как правило, не так чувствительны к температуре, как батареи, они существенно ограничены по емкости и без прочности химических связей страдают от саморазряда. Отношение мощности к массе конденсаторов обычно выше, чем у батарей, потому что единицы переноса заряда в элементе меньше (электроны, а не ионы), однако отношение энергии к массе, наоборот, обычно ниже.
,Что такое среднее эффективное давление (MEP) двигателя? - x-engineer.org
Среднее эффективное давление (MEP) является теоретическим параметром, используемым для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Даже если оно содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.
Давление в цилиндре ДВС постоянно меняется в течение цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления в цилиндре, прочитайте статью «Диаграмма давление-объем» (pV) и то, как производится работа в ДВС.
Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя. По определению среднее эффективное давление - это соотношение между работой и рабочим объемом двигателя:
\ [p_ {me} = \ frac {W} {V_d} \ tag {1} \], где:
p me [ Па] - среднее эффективное давление
Вт [Дж] - работа, выполненная за полный цикл двигателя
В д [м 3 ] - рабочий объем двигателя (цилиндра)
Из уравнения (1) можно запишите выражение работы двигателя следующим образом:
\ [W = p_ {me} V_d \ tag {2} \]Существует также прямая зависимость между мощностью двигателя и произведенной работой:
\ [W = \ frac {n_r P} {n_e} \ tag {3} \]где:
n r [-] - число оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )
P [Вт] - мощность двигателя
n e [об / с] - частота вращения двигателя
Сделав уравнение (2) равным (3), мы получим выражение для среднее эффективное давление , функция мощности и частоты вращения двигателя:
\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {n_r P} {n_e V_d}} \ tag {4} \]Мощность - это произведение между крутящий момент и скорость:
\ [P = \ omega T = 2 \ pi n_e T \ tag {5} \]Заменив (5) в (4), мы получим выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:
\ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {V_d}} \ tag {6} \]Как видно из выражения (6), среднее эффективное давление не зависит от скорости двигателя.Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления можно использовать для сравнения двигателей внутреннего сгорания с различными смещениями.
Для двигателя с несколькими цилиндрами мы должны учитывать общую объемную мощность. Для n c , являющихся числом цилиндров, выражение среднего эффективного давления становится следующим:
\ [p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {n_c V_d} \ tag {7} \]Среднее эффективное давление используется для первоначальных расчетов конструкции двигателя, при этом крутящий момент двигателя и MEP в качестве входных данных позволяют разработчику двигателя рассчитать требуемую объемную мощность двигателя.Помните, что среднее эффективное давление является лишь параметром для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.
Существуют различные «ароматы» среднего эффективного давления:
- указано среднее эффективное давление (IMEP)
- среднее эффективное тормозное давление (BMEP)
- среднее эффективное давление трения (FMEP)
Указанное среднее эффективное давление ( IMEP) - среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работа).Этот параметр не учитывает КПД двигателя.
Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) - это среднее эффективное давление, рассчитанное по мощности (крутящему моменту) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Тормозное среднее эффективное давление учитывает эффективность двигателя.
Среднее эффективное давление трения (FMEP) является показателем среднего эффективного давления двигателя, потерянного в результате трения, и представляет собой разницу между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным тормозным давлением.
\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} - \ text {BMEP} \ tag {8} \]Если нам известно эффективное эффективное значение среднего трения, из уравнения (7) можно вычислить момент трения T f [Нм] как:
\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} \ tag {9} \]Если мы рассмотрим механическую эффективность из двигатель η м [-] , мы можем записать функцию среднего эффективного давления для среднего эффективного давления:
\ [\ text {BMEP} = \ eta_m \ cdot \ text {IMEP} \ tag {10} \], из которого мы можем переписать выражение механической эффективности как:
\ [\ eta_m = 1 - \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} \ tag {11} \]Как рассчитать IMEP, BMEP и FMEP
Давайте проработаем пример .Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:
S = 97 мм (ход поршня)
B = 85 мм (отверстие цилиндра)
n r = 2 (число коленчатых валов) число оборотов для полного цикла двигателя)
n c = 4 (число цилиндров)
T i = 250 Нм (указанный крутящий момент)
T e = 230 Нм (эффективный крутящий момент)
рассчитывают указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление торможения (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), крутящий момент трения (T f ) и механическую эффективность ( η м ).3 \]
Шаг 3 . Рассчитать указанное среднее эффективное давление
\ [\ text {IMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_i} {n_c V_d} = 1426889.7 \ text {Pa} = 14.27 \ text {bar} \]Шаг 4 . Рассчитать среднее эффективное тормозное давление
\ [\ text {BMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_e} {n_c V_d} = 1312738.6 \ text {Pa} = 13.13 \ text {bar} \]Шаг 5 . Вычислить среднее эффективное давление трения
\ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} - \ text {BMEP} = 114151.18 \ text {Pa} = 1.14 \ text {bar} \]Шаг 6 .Вычислить момент трения
\ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} = 20 \ text {Nm} \], его также можно легко рассчитать, вычтя эффективный крутящий момент из указанного крутящий момент:
\ [T_f = T_i - T_e = 20 \ text {Nm} \]Шаг 7 . Рассчитать механическую эффективность
\ [\ eta_m = 1 - \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} = 0.92 = 92 \ text {%} \]Некоторые факты о среднего эффективного тормозного момента (BMEP ) :
- для любого двигателя внутреннего сгорания, максимальный BMEP получается при полной нагрузке (для определенной частоты вращения двигателя)
- , дросселирование двигателя уменьшает BMEP из-за более высоких насосных потерь
- для фиксированного рабочего объема двигателя, если мы Увеличив BMEP, мы производим более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
- для того же значения BMEP, 2-тактный двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент, по сравнению с 4-тактным двигателем
- , чем выше BMEP, тем выше механические и термические нагрузки на компоненты двигателя
Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.
Калькулятор среднего эффективного давления (BMEP)
Для любых вопросов, замечаний и запросов, касающихся этой статьи, используйте форму комментария ниже.
Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!
