Мощность двигателя автомобиля

Опубликовано 17 Авг 2014
Рубрика: О жизни | 19 комментариев

Какую реальную мощность развивает двигатель вашего автомобиля при различных режимах и условиях движения? Чаще — совсем не ту, что записана в свидетельстве о регистрации транспортного средства. Узнаем ответ на этот вопрос, вспомнив элементарную физику.

. и выполнив простой расчет в Excel.

Известно, что коэффициент полезного действия (КПД) нового современного бензинового автомобильного двигателя продолжает оставаться очень низким. Его значение составляет всего 20…25% и достигается лишь во время оптимального режима работы — при выходе на максимальную мощность при номинальных оборотах!

Потери величиной около 80% возникают в следствие:

— неполного сгорания бензина (около 25%. );

— потерь на трение в подвижных узлах мотора (около 5%);

— потерь тепла через систему охлаждения и систему отвода выхлопных газов (около 50%. ).

КПД прямо (но не линейно) пропорционален развиваемой мощности двигателя автомобиля. При работе двигателя с частотой 2500…3500 оборотов в минуту его реальный КПД не достигает и 10%.

Трудно представить, но каждые девять литров топлива из десяти рассеиваются в виде тепла в окружающем пространстве и «вылетают в трубу» в буквальном смысле этого слова. И только один литр бензина из десяти, сгорая, совершает полезную работу – перемещает автомобиль в пространстве.

КПД современного дизельного двигателя в оптимальном режиме достигает несколько большего значения — 40%. Поэтому дизельные двигатели существенно экономичнее бензиновых собратьев.

Расчет в Excel мощности двигателя автомобиля.

Запускаем на компьютере программу MS Excel. В качестве простейшего примера рассмотрим случай равномерного длительного движения по загородной трассе небольшого легкового автомобиля, оснащенного бортовым компьютером.

Исходные данные:

Первую тройку исходных данных возьмем из показаний бортового компьютера или из замеров, выполненных любым иным способом.

1. Среднюю скорость движения автомобиля v в километрах в час запишем

в ячейку D3: 90,0

2. Пройденное расстояние S в километрах внесем

в ячейку D4: 100,0

3. Средний расход бензина V в литрах введем

в ячейку D5: 6,5

4. Предположительный КПД двигателя η в процентах впишем

в ячейку D6: 10

5. Плотность бензина ρ в килограммах на кубический метр занесем

в ячейку D7: 750

Средние значения плотностей различных марок и видов топлива:

для бензина марки АИ-80 ρ =715 кг/м 3

для бензина марки АИ-92 ρ =735 кг/м 3

для бензина марки АИ-95 ρ =750 кг/м 3

для бензина марки АИ-98 ρ =765 кг/м 3

для дизельного топлива ρ =770…840 кг/м 3

для сжиженного газа ρ =600 кг/м 3

Плотность топлива существенно зависит от температуры!

6. Удельную теплоту сгорания бензина q в мегаджоулях на килограмм запишем

в ячейку D8: 43

Средние значения удельной теплоты сгорания различных видов топлива:

для бензина и дизельного топлива q =43 МДж/кг

для сжиженного газа ρ =45 МДж/кг

Результаты расчетов:

Выполним вывод расчетной формулы для средней мощности.

1. η = Q₁ / Q₂

η – КПД двигателя

Q₁ –полезная тепловая энергия, затраченная на перемещение автомобиля

Q₂ – вся тепловая энергия, выделенная при сгорании топлива

2. Q₁ = A = N * t = N * S / v

A –работа, выполненная двигателем и затраченная на перемещение автомобиля

N –средняя мощность двигателя

t –время в пути

S –пройденный автомобилем путь

v –средняя скорость движения автомобиля

3. Q₂ = q * m = q * V * p

q –удельная теплота сгорания топлива

m –масса израсходованного топлива

V –объем израсходованного топлива

p –плотность (удельная масса) топлива

4. η = Q₁ / Q₂ =( N * S / v )/( q * V * p )

5. N = q * V * p * v * η / S

Формула для расчета средней мощности двигателя автомобиля получена.

7. Вычислим среднюю мощность двигателя автомобиля N в киловаттах при заданном режиме движения

в ячейке D10: =(D6/100)*D8*1000000*D7*(D5/1000)*(D3*1000/60/60)/(D4*1000)/1000 =5,241

Переведем киловатты в лошадиные силы

в ячейке D11: =D10*1000/735,49875 =7,125

Теперь вы можете выполнить расчет в Excel при любых иных исходных данных и определить реально развиваемую среднюю мощность двигателя автомобиля при различных режимах движения.

Ответ на вопрос:

Для движения небольшого легкового автомобиля со скоростью 90 км/час по загородной трассе достаточно мощности двигателя всего в 7 лошадиных сил! Почти у всех автомобилей такого класса максимальная мощность двигателей превышает 80…100 лошадиных сил! Безусловно, такая мощность необходима для быстрого разгона и уверенного движения на подъемах и по дорогам с повышенным сопротивлением (грязь, снег). С мощностью двигателя в 7 лошадиных сил автомобиль до скорости 90 км/час будет разгоняться, наверное, с десяток минут…

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Статьи с близкой тематикой

• Как проверить аккумулятор
• Как не попасть в аварию (для новичков и не только)

Отзывы

19 комментариев на «Мощность двигателя автомобиля»

Виктор 24 Авг 2014 00:19

Интересно, конечно. Есть ли возможность оценить КПД конкретного автомобиля? Как можно учесть турбонаддув? С уважением Виктор

О влиянии турбонаддува на КПД мнения специалистов разнятся. Если при прочих равных автомобиль с турбонаддувом в среднем меньше потребляет литров топлива на 100 километров пути чем этот же автомобиль без турбонаддува, то значит КПД двигателя такого автомобиля выше.

Оценить КПД двигателя конкретного автомобиля в «домашних условиях» сложно. Для этого необходимо знать либо общий коэффициент сопротивления движению (трение и о воздух и о дорогу), либо силу, которую следует приложить к автомобилю для обеспечения движения с заданной скоростью.

ИМХО, самая оптимальная схема привода автомобиля у. заводного детского автомобильчика. Там вся энергия завода тратится сугубо на движение, без холостых оборотов перед светофором и в других случаях. Заманчиво сделать большой накопитель энергии, его мог бы постоянно «подзаводить» небольшой ДВС, а движуха авто обеспечивалсь бы по трансмиссии с заводной пружиной.

Проблемы езды на затяжном подъёме, быстрого старта от светофора представляется решаемыми.

Никто не считает реального расхода топлива на одну персону с учётом заполненности салона, КПД с учётом соотношения «снаряженной массы» к фактической полезной нагрузке.

Пора уже сделать двигатель с переменной мощностью и расходом топлива по примеру ракетных двигателей с разной тягой и расходом топлива.

Я нашёл Ваш Блог на просторах интернета, когда сам «изобретал» формулу для расчёта средней мощности, выдаваемой ДВС. Я ещё «изобрёл» формулу для двигателя, который работает стационарно: вместо средней скорости автомобиля, пройденного пути и израсходованного на этом пути топлива, используется часовой расход (л/час).

N–средняя мощность двигателя, кВт;

q–удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг;

Р-часовой расход топлива, л/час;

p–плотность топлива, кг/м3;

К-переводной коэффициент, =2,7778Е-06.

Ещё можно в двигающемся автомобиле учитывать мгновенный расход (л/100км) и скорость, и в маршрутном компьютере будет показываться выдаваемая двигателем мощность, как обороты, например.

У меня в голове крутится одна мысль. Правда, это скорее мечта — на реализацию финансов пока не хватает, плюс остаётся вопрос с регистрацией этого дела в ГИБДД.

В общем, задумка такая: хочу убрать из автомобиля ДВС и заменить его дизель-электрикой

То есть поставить на ось (можно на обе) электрические двигатели, вместо КПП батареи, а вместо ДВС — генератор.

Зачем всё это? Так получится как раз та самая «заводная машинка», а если ещё и рекуперацию добавить — это вообще сказка 🙂

У электрических двигателей, на мой взгляд, одни плюсы по сравнению с ДВС — механически намного проще и надёжней, КПД близко к 100%, почти не шумят

Конечно, генератор — тот же ДВС, но он, в отличие от своего собрата, будет работать в одном режиме, на который и был спроектирован. То есть опять же меньший износ и более высокий КПД. А рекуперация, кроме экономии топлива, даёт меньший износ тормозов.

Пока не наткнулся на ваш блог, задавался вопросом — а хватит ли мощности генератора?

Ведь мощность ДВС у моей машины 90 л.с. (около 60 кВт), а под капот хорошо если 10-киловаттный генератор влезет.

Понятно, что это только максимальная мощность, а средняя намного меньше. Но я хотел найти конкретные цифры, хотя бы из статистики.

Ваш расчёт — 5 кВт — меня обрадовал. Получается, если удастся запихнуть 10-киловаттник, среднюю скорость по прямым чистым участкам он сможет обеспечить и без батарей. А запас в батареях понадобятся для разгона, подъёма и преодоления каши на дорогах

Машина у меня — минивэн, с местом особых проблем нет

Если генератор не влезет под капот, можно взять мощность чуть поменьше

Коробка (на её место думаю поставить батареи) не очень большая, но и батарей, думаю, много не надо — это же не чистый электромобиль

Боюсь только, что если когда-нибудь и примусь за реализацию своей мечты, сменю уже не одну машину 🙂

Но, опять же, присматриваюсь к грузовичкам-полуторкам — двухкабинные варианты вместят всю семью, а генератор можно и в кузов поставить, так что может это и к лучшему.

Интересная идея. Только не реализуют ее, думаю, по следующей причине: зачем от дизельного двигателя механическую энергию преобразовывать в электрическую, а затем обратно, когда колесо вот оно — рядом? Дешевле? Сомнительно.

Вы правы, массово не реализуют её потому что дорого, плюс все привыкли к ДВС

Для выпуска таких авто нужно проектирование, а это совсем не копейки и неизвестно, окупится ли это

Электромобили в последнее время завоёвывают популярность благодаря Тесле, но всё равно пока многие смотрят на них с недоверием, хотя другие автопроизводители тоже потихоньку подтягиваются

Но всё-таки реализации есть

Если не ошибаюсь, карьерные самосвалы и МАЗовские «Ураганы» именно дизель-электрические (не уверен только, что сделано именно так, как я задумал)

Кроме того, есть гибридные авто — сразу с ДВС и электродвигателем, где аккумулятор заряжается от ДВС и вроде бы при торможении (в чистых электромобилях — Теслах — рекуперация точно есть)

Зачем механическую энергию преобразовывать в электрическую?

Я расчёты не проводил, но думаю, что КПД увеличится

Во-первых, электродвигатели имеют КПД, близкий к 100%

То есть их потерями можно пренебречь, по крайней мере, в грубых расчётах

Во-вторых, КПД у ДВС рассчитано только на идеальный режим, который можно достичь только на трассе, и то не всегда

В городе же с его пробками и светофорами с этим вообще всё печально

Генератор же всегда работает примерно в одном режиме, близком к идеальному

Если он будет питать только аккумуляторы, то ему даже увеличивать мощность не придётся при нажатии педали газа, в отличие от ДВС

В-третьих, если электродвигатели можно использовать как генераторы, их можно использовать при торможении и дополнительно заряжать аккумуляторы «нахаляву» (хотя на самом деле никакой халявы, конечно, нет, просто обычно энергия от торможения тратится впустую)

В Теслах так и сделано — плавное торможение использует двигатели (и работает рекуперация), а обычные тормоза включаются при резком нажатии на педаль

То есть ещё и износ тормозной системы снижен

Аккумуляторы при зарядке и отдаче, конечно, теряют часть энергии

Но намного меньше, чем теряется в коробке, карданах и редукторах

Ещё плюс — упрощается ремонт и обслуживание

Электродвигатели по сравнению с ДВС вечные, особенно если сравнивать с современными (сейчас их проектируют на меньший расход и более чистый выхлоп, но запас хода при этом сильно теряется)

Другая механика — коробка, редукторы, карданы (то есть где нагрузка и износ самые высокие) — становится не нужна

Остаётся подвеска, рулевое, тормоза, сами двигатели, ну и «гранаты» для передачи вращения на колёса

А генератор проще снять для ремонта, чем ДВС (или вообще заменить, если ремонт уже невозможен)

Генератор, кстати, может ещё и для других нужд пригодиться — на даче, например или на пикнике 🙂

Вообще, можно переделать свою машину и в чистый электромобиль — вместо генератора поставить дополнительные батареи и разъём для зарядки

Такое давно уже делают специализированные фирмы и у нас, и за рубежом, да и своими руками можно

Но в России на таком много не поездишь — заряжать особо негде

А если встанешь на трассе — «ведро электронов» никто в «бак» залить не сможет

Рассчитать мощность ЭЛементарно просто! Надо знать вес машины, разгон до сотни. КПД ЛЮБОГО бензинового ДВС 16%. (то-же легко рассчитать!)

Формула: n*t=m*1,16 n-в л.с., t-cек., m- кг.

Пример. Жигули. n-? t-18 сек. m-1170 кг.

Решение: 1170*1,16:18=75 л.с.

Nissan 1,4 n-87 сил m-1050 кг t-?

Решение: 1050*1,16:87=14 секунд

Какой-нибудь. n-250 сил! разгон-10 секунд! m-?

Решение: 250*10:1,16=2155 кг.

Самое удивительное-физики хх1 века не научились находить ускорение при разгоне автомобиля. Основа всех расчётов- СРЕДНЯЯ скорость, (а её путают с конечной!) Ускорение свободного падения на планете Земля-4,9. м/сек.сек. ,а НЕ 9,8.

Эту ошибку маскируют так, что «сам чёрт не разберёт»

(посмотрите в интернете: почему s/t=at, a at*t=2s ?

Никто ничего не маскирует. Вы просто смешали вместе формулы и понятия равномерного и равноускоренного движений.

При равномерном (при v0=0):

s — единственная переменная, зависящая от t!

При равноускоренном при (v0=0):

s=v*t/2=a*t*t/2 (a≠0 a=const v=a*t=var);

s и v — переменные. Вычисляются для конкретного значения параметра t — момента времени.

мощность ДВС на автомобиле находится только через разгон (принято от 0 до сотни).Главное-найти правильно ускорение. Его надо находить ТОЛЬКО из СРЕДНЕЙ скорости! Ускорение, найденное через скорость и мощность ОДИНАКОВЫ! n/m=a. равно (v+V):2/t.

КПД бензинового ДВС=16%. (у дизеля-МЕНЬШЕ, т.к. теплотворная способность у солярки МЕНЬШЕ.

По причине сгорания бензина-детонации при обеднении и обязательного наличия дроссельной заслонки у бензина, дизель при малых нагрузках экономичнее бензина.

Роль др. заслонки-перераспределять мощность, выдаваемую двигателем: заслонка открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимам баланс мощности (и расхода топлива на данных оборотах)=100%.

Формулы расчёта КПД, ускорения,мощности, разгона до сотни, необходимой мощности на участке пути, массы (веса) автомобиля.

Ускорение. (v+V):2/t «Москвич»: (0+27,8):2:18 а=0,77 м./сек.сек.

Необходимая мощность (при 100% КПД): n=ma 1170*0,77=900 кг.м. Это-12 л.с. А двигатель-75 л.с.

Соотношение- 1:6,25. 16%.

Необходимая мощность на участке пути:

накатом машина прошла 420 м. со скорости 50 км/час.

Средняя скорость-7 м/сек. t-60 сек. а=420:60:60

а=0,12 м/сек.сек. Необходимая мощность: 1170*0,12*6,25/75. n=11,7 л.с. А двигатель на этих оборотах (1866) выдаёт 25 л.с. 13,3 л.с. уходят на всасывание воздуха. А у дизеля-экономия.

Универсальная формула : n*t=m*1,16 n-в л.с. t-в секундах, m-в кг.

Пример: n=87 л.с. m=1050 кг. t-? 1050*1,16:87=14 секунд- (мой Nissan-1,4)

Пример: m-1170 кг. t-18 сек. n-? 1170*1,16:18=75 л.с. («Жигули-1,5»)

Ускорение через n и m. 12n=ma 12*102:1150 а=1,06 Разгон до сотни-13,9:1,06=13,1 м/сек.

Проверьте на ЛЮБОЙ машине !

«Ускорение»-это НЕ изменение скорости. Это-коэффициент энергии движения. Оно НЕ зависит от графика движения и всегда одинаково при одном пути и времени.

Со времён Галилея неверно находится средняя скорость.

«яблоко упало. » s=4,9. м. t=1 сек. v средняя=

Нельзя путать КОНЕЧНУЮ скорость со средней!

При «средней» скорости=9,8. и ускорение будет 9,8.

А если «схитрить» и 9,8 разделить на 2, то получим

s/t=V СРЕДНЕЙ=at !! а V (средняя,она же at)*t=s !

Конечная скорость у «яблока. »=(0+V кон):2=at

Это значит,что V конечное=2at. Формула должна быть:

И ускорение надо находить из средней скорости, и оно у «яблока. »=4,9 м/сек.сек.,а не 9,8.

Надо чётко разделять: тело ДОСТИГЛО скорости, и тело ДВИГАЛОСЬ со средней скоростью. В первом случае

at=v кон.:2, а во втором -V конечное=2at

at-это равномерное движение. Начальная и конечная скорости равны.

Иван, Вам нужно не здесь писать, а в Академию Наук или сразу в Нобелевский Комитет. Особенно насчет ускорений, «выведите их на чистую воду»! Да, и про КПД, зависящий от теплотворной способности топлива не забудьте.

Удивительный взгляд на простые вещи!

Бензиновый ДВС работает строго на смеси 1:14,7.

Задача и карбюратора и впрыска-подготовить такую смесь

на ВСЕХ режимах, так как она сгорает с максимальной температурой и отдачей.

Наполнение смесью цилиндров всегда 100% (кроме режима «торможения двигателем». Но, для торможения есть тормоза,да и при торможении двиг. расход сохраняется). Это значит,что бензиновый ДВС потребляет топливо не «по нагрузке,а по оборотам» двигателя.Дизель-наоборот.

Причина-нельзя менять пропорцию бензин-воздух. Бедная смесь-детонация,богатая-сгорает в выхлопной трубе. Выход из положения-дроссельная заслонка. Она перераспределяет мощность на данных оборотах-скорости. Открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимах часть сил на разгон,остальные-на торможение. Общий баланс мощности и расхода топлива (на этих оборотах) -100%.

Но как сделать автомобиль экономичнее?

Я вижу 2 способа: 1) -придать бензину свойство солярки-не детонировать при обеднении при уменьшении нагрузки,но с открытой полностью дроссельной заслонкой.

2). Наполнять цилиндр смесью «по нагрузке» -разгон

,в гору. т.е. -изменять наполнение цилиндров.

Это я делал неоднократно с двигателем «Москвича» с

80-х годов. Как? Снимал распредвал и делал наплавку на половину ширины ВПУСКНЫХ кулачков с расчётом,чтобы впускной клапан закрывался в такте сжатия за 25-30 градусов до ВМТ. Оставшейся смеси хватает ехать с набранной скоростью. Это-«экономичный» режим (около 25 л.с.) Второй режим-75 л.с. достигается сдвигом коромысел на поверхность кулачка без наплавки. Просто изменял фазы наполнения цилиндров. И-переключатель фаз. Что это давало:

-прямая экономия топлива до 30-40%

-идеальное перемешивание смеси:переход из одного цилиндра в другой.

-снижение компрессии до 2-х атм. -нет большого давления на вкладыши. Долговечность- как у дизеля.

-возможность использовать низко-октановый бензин.

-Самое главное: идёшь в общем потоке с реальной экономией без желания кого-то обогнать. (ну,а при желании-переключаешь наполнение — (фазы) в»одно касание».

-выхлоп значительно чище. В гараже и мотор работает и двери закрыты.

Пытался публиковать,но особенного интереса нет.

. опять про ускорение.

Ускорение НЕ зависит от графика движения тела!

Если путь и время одинаковы-одинакова и СРЕДНЯЯ скорость. Не имеет значения,как тело двигается-равномерно,равно-ускоренно,замедляя движение,прыжками, с остановками. Если за время t путь-s-одинаковы- ОДИНАКОВА И СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ-«at». А из неё и надо находить ускорение.

Бегун пробежал 100 метров за 10 секунд. Средняя скорость-at=10 м/сек. Ускорение будет: at=10

а*10=10 а=1 м/сек.сек.

С первого шага он развил скорость 10 м/сек. Можно, вроде,сказать,что его движение-равномерное. Но в действительности он РАВНОМЕРНО не пробежал ни одного метра! Он сделал около 50 прыжков,ускоряясь и останавливаясь. Но средняя скорость-10 м/сек. И «а»- 1 м/сек.сек.

Автомобиль с места,с ноля, тоже прошёл 100 м. за 10 секунд. Он двигался равномерно-ускоренно. На финише его скорость была 72 км./час- 20 м/сек.

Но СРЕДНЯЯ скорость -10 м/сек. И ускорение-1 м/сек.сек. Такое же,как у бегуна. Так ведь и автомобиль двигался НЕ равномерно-ускоренно. Рабочий такт разгонял машину,а всасывание,сжатие,выхлоп-тормозили!

Очень легко узнать мощность бегуна и машины:

пусть вес бегуна-75 кг. n=m*a 75*1=75 кг.м. — 1л.с.

Автомобиль. (жигули). Обгонит-ли он бегуна?

Считаем: n=m*a*6,25 1170*1*6,25=7312 кг.м 97,5 лс 6,25-это 16%

А мотор-75 сил. Не догонит! А на сколько отстанет? Ищем ускорение: 75=1170*а*6,25 а=0,77 м/сек.сек. (75-это Л.С.) Умножаем на 75 кг.м.

За 10 секунд Жигули пройдут : s=att 0,77*10*10

s=77 метров. Бегун обгонит машину на 23 метра.

Если бегун продолжит так бежать, машина догонит его

в конце 13-ой секунды: s=att s=0,77*13*13

s=0,77*13*13=130 метров. И бегун пробежит 130 метров за 13 секунд.

А имел бы Жигуль мотор 97,5 л.с. -были бы на финише вместе.

Вопрос: какая нужна мощность двигателя,передача, расход бензина на участке пути. 500 метров ?

Надо определить: с какой скорости машина пройдёт накатом 500 метров до остановки? Предположим, машина катилась минуту. 60 секунд. Её средняя скорость-8,33 м/сек. Начальная скорость-2at, т.е. -16,7 м/сек. 60 км.

Какая нужна мощность двигателя,чтобы двигаться со средней скоростью 30 км/час- (8,3 м/сек)? Вес машины- 1170 кг. «Москвич»,»Жигули».

Найдём «ускорение» при снижении скорости, но оно-же и при средней скорости: s=att. 500=а*60*60. а=0,14 м/сек.сек. Требуется мощность (100% КПД) -m*a

1170*0,14=162,5 кг.м/сек. Это-2,17 л.с. КПД-16%

2,17*6,25=13,5 л.с. (сам таскал на ИЖе «Москвича» по асфальту. )

60 км/час-это 2300 оборотов двигателя в минуту. Это 6,72 кг. бензина в ЧАС. На 60 км. Мощность двигателя на этих оборотах-30 л.с. А достаточно-13,5 сил. Можно ехать на 4-й передачу, -заслонка открыта на половину. (но «кушает» на 30 сил).

А если: колёса под спущены, дорога худая. накат всего. 200 метров. Считаем.

Время (со скорости 60 км/час) -s=att. s=200. at-8,3

t=24 секунды, «а»=0,5 м/сек.сек. Нужна мощность 48,75 л.с. НА ЭТИХ ОБОРОТАХ ! А мотор выдаёт-30 л.с. Не хватит даже 3-й передачи-*1,3. Надо 2-ю передачу-*2- ,60 сил. Но их много. Надо не полный газ: часть сил на движение,остальные-на всасывание.

48,75 сил-на движение,11-на всасывание. НО бензин-на 60 сил. Около 13,5 литров в час.

Дизель в первом эксперименте точно экономичнее бензина, во 2-м -надо считать . (навряд-ли экономичнее).

всех «пугает»: как двигатель тратит всю мощность

на всасывание воздуха через щель под заслонкой 0,2-2 мм ? (наверно, так и представляют: табун в десятки, сотни лошадей «ломится» в эту щель. )

Подсчитаем в кг.: какое давление на заслонку при 6000 об/мин ?

Дано: двигатель при 6000 об/мин выдаёт 87 л.с.

Его крутящий момент равен: 87*75/6,25/100. 10,44 кг.м. Это на одном обороте. Но на одном обороте 2 рабочих такта. 10,44:2=5,22 кг. (если ладонью закрыть карбюратор,можно ощутить,отрывая ладонь,эту силу). Так ведь 6000 редко,кто крутит так мотор! Обычно,2-4 т. оборотов-40-130 км/час. Карбюратор распределяет эти килограммы: постоянная скорость-80 км/ч. Обороты-2,2 тысячи (на 5-ой). На карбюраторе-

около 2-х кг. Чтобы машина шла равномерно-1 кг. -на вращение колёс, 1 кг. -на торможение- (всасывание) .

Сколько кг.м. на ведущих колёсах? 1*2*4/о,6=13,3 кгм

(4-это редуктор, 0,6-диаметр колёс). Мощность двигателя на этих оборотах-32 л.с. Требуется-16. Расход-6,7 л/час. (дизель «скушает» 3,3 литра)

. пусть СРЕДНЯЯ скорость- 6 МЕТРОВ В СЕКУНДУ

. at-тоже СРЕДНЯЯ скорость,но она = 2*3 метра/сек.

6=2*3 НО, исчисления-разные !

9,8. =4,9. *2 V конечная= 2at,(если v нул.=0)

Путь «яблока. »- (площадь треугольника) — S=(V+V)/2*t

Что такое мощность двигателя, крутящий момент и удельный расход топлива

Изобретенный более 100 лет назад поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), на сегодняшний день все еще является самым распространенным в автомобилестроении. При выборе модели двигателя своего будущего автомобиля покупатель может предварительно ознакомиться с его основными характеристиками. В этой статье мы подробно расскажем об основных показателях двигателей внутреннего сгорания, что они собой представляют и как влияют на работу.

1. Основные показатели двигателя
2. Что такое мощность двигателя
3. Виды мощности
4. Как узнать мощность двигателя автомобиля
5. Что такое крутящий момент
6. Что такое расход (удельный расход) топлива
7. Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)
8. Роль мощности и крутящего момента двигателя

Основные показатели двигателя

Сгорание топлива происходит внутри ДВС, в специальной камере цилиндра. Это приводит в движение поршень, который, совершая циклические возвратно-поступательные движения, проворачивает коленчатый вал. Таков упрощенный принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Основные характеристики ДВС можно оценить тремя основными показателями:

• мощность двигателя;
• крутящий момент;
• расход топлива.

Основные показатели ДВС

Рассмотрим более подробно каждый из этих показателей.

Что такое мощность двигателя

Под мощностью следует понимать физическую величину, которая показывает совершаемую двигателем работу за единицу времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения коленчатого вала. Обычно она указывается в лошадиных силах (л.с.), но встречается измерение и в кВт.

Существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила», но, как правило, имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равная ≈ 0,7354 кВт. А вот в США и Великобритании лошадиные силы, касающиеся автомобилей, приравнивают к 0,7456 кВт, то есть как 75 кгс*м/с, что приблизительно равно 1,0138 метрической.

• 1 кВт = 1,3596 л.с. (для метрического исчисления);
• 1 кВт = 1,3783 hp (английский стандарт);
• 1 кВт = 1,34048 л.с. (электрическая «лошадка»).

Если же конвертировать мощность 1 лошадиной силы в киловатты (в промышленности или энергетике), то она будет примерно равна 0,746 кВт. Понятие лошадиная сила не входит в международную систему измерений (СИ), поэтому измерение мощности в кВт будет более правильным.

Чем больше мощность, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Виды мощности

Для определения характеристик двигателя применяют такие понятия мощности как:

• индикаторная;
• эффективная;
• литровая.

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.

Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.

Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

Как узнать мощность двигателя автомобиля

Конечно, значение можно посмотреть в документах на машину, но иногда требуется узнать мощность автомобиля, который подвергался тюнингу или давно находится в эксплуатации. В таких случаях не обойтись без динамометрического стенда. Его можно найти в специализированных организациях и на станциях техобслуживания. Колеса автомобиля помещаются между барабанами, создающими сопротивление вращению. Далее имитируется движение с разной нагрузкой. Компьютер сам определит мощность двигателя. Для более точного результата может понадобиться несколько попыток.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент двигателя рассчитывается по формуле: M = F*R, где F – это сила, с которой давит поршень, R – длина плеча (рычага). В нашем случае плечом будет расстояние от оси вращения коленчатого вала до места крепления шатунной шейки. Этот параметр измеряется в ньютонах на метр (Hм). 1H соответствует 0,1 кг, который давит на конец рычага длиной в метр.

Крутящий момент ДВС характеризует показатель силы вращения коленчатого вала и определяет динамику разгона автомобиля.

Что такое расход (удельный расход) топлива

Удельный расход топлива двигателя – это количество топлива, затрачиваемое для производства определенного количества энергии. Чем расход ниже, тем рациональнее будет использоваться топливо. Расход связан с эффективностью двигателя. Один двигатель может иметь разный расход топлива в зависимости от скорости и нагрузки.

Внешняя скоростная характеристика (ВСХ)

Внешняя скоростная характеристика двигателя показывает зависимость мощности, расхода топлива и крутящего момента от числа оборотов коленвала. Все эти параметры показываются графически в виде кривых.

Внешняя скоростная характеристика

На рисунке можно видеть кривые с обозначениями Pe – мощность двигателя, Mе – крутящий момент, ge – удельный расход топлива. Как видно, с ростом числа оборотов и мощности увеличивается расход топлива. Крутящий момент растет до определенного уровня, а затем идет на спад. В точке, где наиболее эффективный крутящий момент и мощность двигателя, будет самый оптимальный показатель расхода топлива.

Производители моторов борются за то, чтобы максимальный крутящий момент двигатель развивал в как можно более широком диапазоне оборотов («полка крутящего момента была шире»), а максимальная мощность достигалась при оборотах, максимально приближенных к этой полке. Такой двигатель и из болота вытянет, и в городе позволяет быстро ускоряться.

Внешняя скоростная характеристика дает оценку динамическим характеристикам автомобиля, определяет КПД и топливный расход при разных параметрах.

Высокий крутящий момент на более низких оборотах увеличивает тяговую силу агрегата, грузоподъемность и проходимость.

Роль мощности и крутящего момента двигателя

Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.

Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:

• Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
• Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
• Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
• Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
• При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Источник http://al-vo.ru/o-zhizni/moshhnost-dvigatelya-avtomobilya.html
Источник Источник http://techautoport.ru/dvigatel/teoriya/osnovnye-pokazateli-dvs.html