Pedeorelha | Jak działa moc

Thomas Dalton
0
4301
296

Dodge Charger z 1974 r., Którym Richard Petty pojechał na swoje piąte i szóste mistrzostwa Grand National / Winston Cup Series w 1974 i 1975 r. I został użyty do zwycięstwa w 1974 r. Daytona 500. Dodge Charger SRT 392 z 2018 r. Ma 485 koni mechanicznych i 475 funtów. stopy momentu obrotowego, mówi producent. David J. Becker / Getty Images

Prawdopodobnie słyszałeś o mocy. Prawie każda reklama samochodów w telewizji o tym wspomina, ludzie mówią o swoich samochodach, o czym mówią, a nawet większość kosiarek ma na sobie dużą naklejkę, która informuje o mocy znamionowej.

Ale co to jest moc i co oznacza moc znamionowa pod względem wydajności? W tym artykule dowiesz się dokładnie, czym jest moc i jak możesz ją zastosować w swoim codziennym życiu.

Termin konie mechaniczne został wymyślony przez inżyniera Jamesa Watta. Watt żył od 1736 do 1819 roku i jest najbardziej znany z pracy nad poprawą osiągów maszyn parowych. Przypomina nam się o nim także każdego dnia, gdy mówimy o żarówkach 60-watowych.

Historia mówi, że Watt pracował z kucykami wydobywającymi węgiel w kopalni węgla i chciał porozmawiać o mocy dostępnej od jednego z tych zwierząt. Odkrył, że kuc kopalniany może wykonać średnio 22 000 funtów na minutę pracy. Następnie zwiększył tę liczbę o 50 procent i ustalił pomiar mocy na 33 000 stopofuntowych pracy w ciągu jednej minuty. To ta arbitralna jednostka miary, która przetrwała stulecia i teraz pojawia się w Twoim samochodzie, kosiarce, pilarce łańcuchowej, a nawet w niektórych przypadkach na odkurzaczu.

Oznacza to, że moc jest taka: w ocenie Watta jeden koń może wykonać pracę 33 000 funtów na minutę na minutę. Wyobraź sobie więc konia wydobywającego węgiel z kopalni, jak pokazano powyżej. Koń o mocy 1 konia mechanicznego może podnieść 330 funtów węgla na 100 stóp w ciągu minuty lub 33 funty węgla na 1000 stóp w minutę lub 1000 funtów i 33 stopy w ciągu minuty. Możesz wymyślić dowolną kombinację stóp i kilogramów. Dopóki produkt waży 33 000 funtów na minutę w ciągu jednej minuty, masz moc.

-T-możesz sobie prawdopodobnie wyobrazić, że nie chciałbyś załadować 33 000 funtów węgla do wiadra i poprosić konia, aby przesunął go o 1 stopę na minutę, ponieważ koń nie mógł ruszyć tak dużego ładunku. Prawdopodobnie możesz sobie również wyobrazić, że nie chciałbyś wsypać 1 funta węgla do wiadra i poprosić konia, aby przebiegł 33 000 stóp w ciągu jednej minuty, ponieważ przekłada się to na 375 mil na godzinę, a konie nie mogą biegać tak szybko. Jeśli jednak przeczytałeś Jak działa blok i sprzęt, wiesz, że za pomocą bloku i sprzętu możesz łatwo zamienić postrzeganą wagę na odległość, używając układu krążków. Możesz więc stworzyć system bloków i wagonów, który zapewni wygodną ilość ciężaru koniowi przy wygodnej prędkości, bez względu na to, ile ciężaru faktycznie znajduje się w wiadrze.

Konie mechaniczne można również zamienić na inne jednostki. Na przykład:

1 koń mechaniczny odpowiada 746 watów. Więc jeśli weźmiesz konia o mocy 1 konia mechanicznego i umieścisz go na bieżni, może on obsługiwać generator wytwarzający ciągłe 746 watów.
1 KM (w ciągu godziny) odpowiada 2545 BTU (brytyjskim jednostkom termicznym). Gdyby wziąć te 746 watów i przepuścić je przez grzejnik elektryczny przez godzinę, wytworzyłoby to 2545 BTU (gdzie BTU to ilość energii potrzebna do podniesienia temperatury 1 funta wody o 1 stopień F).
Jeden BTU jest równy 1055 dżuli lub 252 gramokaloriom lub 0,252 kalorii z pożywienia. Przypuszczalnie koń produkujący 1 KM spaliłby 641 kalorii w ciągu godziny, gdyby był w 100% wydajny.

W tym artykule dowiesz się wszystkiego o mocy i co to oznacza w odniesieniu do maszyn.

Jeśli chcesz poznać moc silnika, podłącz go do a dynamometr. Dynamometr obciąża silnik i mierzy moc, jaką silnik może wytworzyć pod obciążeniem.

Podobnie, jeśli przymocujesz wał do silnika, silnik może przykładać moment obrotowy do wału. Dynamometr mierzy ten moment obrotowy. Możesz łatwo zamienić moment obrotowy na moc, mnożąc moment obrotowy przez obroty / 5,252.

Możesz dowiedzieć się, jak działa hamownia w następujący sposób: Wyobraź sobie, że włączasz silnik samochodu, ustawiasz go na luzie i ustawiasz go na podłodze. Silnik pracowałby tak szybko, że wybuchłby. To niedobrze, więc na hamowni przykładasz obciążenie do silnika z podłogą i mierzysz obciążenie, które silnik może wytrzymać przy różnych prędkościach obrotowych silnika. Możesz podłączyć silnik do dynamometru, spuścić go i użyć dynamometru, aby przyłożyć wystarczające obciążenie do silnika, aby utrzymać, powiedzmy, 7000 obrotów na minutę. Zapisujesz, jakie obciążenie może wytrzymać silnik. Następnie przykładasz dodatkowe obciążenie, aby obniżyć prędkość obrotową silnika do 6500 obr / min i zapisać tam obciążenie. Następnie przykładasz dodatkowe obciążenie, aby obniżyć prędkość do 6000 obrotów na minutę i tak dalej. Możesz zrobić to samo zaczynając od 500 lub 1000 obr / min i pracując w górę. To, co faktycznie mierzy dynamometry, to moment obrotowy (w funtostopach), a aby zamienić moment obrotowy na moc, wystarczy pomnożyć moment obrotowy przez obroty / 5,252.

Wykresy mocy

Jeśli wykreślisz moc w stosunku do wartości obrotów silnika, to otrzymasz krzywa mocy dla silnika. Typowa krzywa mocy dla wysokowydajnego silnika może wyglądać następująco (tak się składa, że jest to krzywa dla 300-konnego silnika w Mitsubishi 3000 twin-turbo):

Pomiar mocy wymaga dynamometru do odczytu mocy. Dowiedz się, jak wykreślenie mocy w stosunku do wartości obrotów na minutę tworzy wykres zwany krzywą mocy.

Na wykres taki jak ten wskazuje, że każdy silnik ma rozszerzenie maksymalna moc -- wartość obrotów, przy której moc dostępna z silnika jest maksymalna. Silnik ma również szczytowy moment obrotowy przy określonych obrotach. Często można to zobaczyć w broszurze lub recenzji w magazynie jako „320 KM przy 6500 obr / min, moment obrotowy 290 lb-ft przy 5000 obr / min” (dane dla Shelby Series 1 z 1999 r.). Kiedy ludzie mówią, że silnik ma „dużo niskiego momentu obrotowego”, mają na myśli to, że maksymalny moment obrotowy występuje przy dość niskiej wartości obrotów, np. 2000 lub 3000 obr./min..

Kolejną rzeczą, którą można zobaczyć z krzywej mocy samochodu, jest miejsce, w którym silnik ma maksymalną moc. Kiedy próbujesz szybko przyspieszyć, chcesz starać się, aby silnik był blisko punktu maksymalnej mocy na łuku. Dlatego często redukujesz bieg, aby przyspieszyć - redukując bieg, zwiększasz obroty silnika, co zazwyczaj przybliża Cię do punktu szczytowej mocy na krzywej. Jeśli chcesz „wystrzelić” samochód ze świateł ulicznych, zazwyczaj zwiększasz obroty silnika, aby uzyskać maksymalną prędkość obrotową silnika, a następnie zwolnij sprzęgło, aby zrzucić maksymalną moc na opony.

Jednym z obszarów, w którym ludzie mówią najwięcej o mocy, są samochody o wysokich osiągach. W następnej sekcji omówimy tam połączenie.

Moment obrotowy

Wyobraź sobie, że masz duży klucz nasadowy z rękojeścią o długości 2 stóp i przykładasz siłę 50 funtów do tego 2-stopowego uchwytu. To, co robisz, to przykładanie do śruby momentu obrotowego lub siły obrotowej o wartości 100 funtów stóp (50 funtów w przypadku rękojeści o długości 2 stóp). Możesz uzyskać ten sam moment obrotowy 100 funtostopów, przykładając 1 funt siły do końca 100-stopowego uchwytu lub 100 funtów siły do 1-stopowego uchwytu.

Samochód jest uważany za „wysokowydajny”, jeśli ma dużą moc w stosunku do masy samochodu. Ma to sens - im większą masz wagę, tym więcej mocy potrzeba, aby go przyspieszyć. Dla danej mocy chcesz zminimalizować wagę, aby zmaksymalizować przyspieszenie.

Poniższa tabela przedstawia moc i wagę kilku samochodów o wysokich osiągach (i jednego samochodu o niskich osiągach dla porównania). Na wykresie można zobaczyć maksymalną moc, masę samochodu, stosunek mocy do masy (liczba koni mechanicznych podzielona przez masę), liczbę sekund potrzebnych do przyspieszenia samochodu od zera do 60 mil na godzinę oraz cenę.

Widać bardzo wyraźną korelację między stosunkiem mocy do masy a czasem od 0 do 60 - w większości przypadków wyższy stosunek oznacza szybszy samochód. Co ciekawe, korelacja między prędkością a ceną jest mniejsza. W rzeczywistości Viper wygląda na całkiem niezłą wartość na tym konkretnym stole!

Jeśli chcesz mieć szybki samochód, potrzebujesz dobrego stosunku mocy do masy. Chcesz dużej mocy i minimalnej wagi. Więc najpierw należy wyczyścić bagażnik.

Aby uzyskać więcej informacji na temat mocy i powiązanych tematów, zapoznaj się z poniższymi linkami.

Powiązane artykuły

Jak działa siła, moc, moment obrotowy i energia-
Jak działają przemienniki momentu obrotowego
Jak działają silniki samochodowe
Jak działa hybryda Aptera
Jak działają Champ Cars
Jak działają samochody wyścigowe NASCAR
Jak działa Bugatti Veyron
Jak działa Enzo Ferrari
Jak działają Maybachy
Jak działa Chrysler ME Four-Twelve
Jak zamienić moment obrotowy silnika na moc?
Co to znaczy nazwać pickupa „półtonową ciężarówką”?

Więcej świetnych linków

Off-Road.com: Moment obrotowy i moc
RevSearch: Linki informacyjne dotyczące dynamometru silnika
Erbman's Engine Emporium - artykuł opisujący czynniki wpływające na osiągi silnika
Nauka o silniku