www.MotoForum.bg

Концентрат => Мото енциклопедия => Темата е започната от: NTT в януари 18, 2007, 19:00:55



Титла: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: NTT в януари 18, 2007, 19:00:55
Двигателя с вътрешно горене е сърцето на всеки един от нашите "любимци". Всички знаем, че той изгаря гориво за да ни предвижи от точка А до точка Б. Всички знаем че въртящ момент и мощност са някакви характеристики на двигателя. Въпреки това цари объркване около това какво точно представляват тези две понятия и каква е връзката между тях.

Нека започнем с основното. Движението е скорост  :-). Скороста ни показва колко далеч отива нещо за определено време. Тя е отношение на разстоянието към времето.
Ускорението е нещото, което кара скороста да се изменя и е отношение на скоростта към времето. Ускорението ни казва колко се изменя скоростта за определено време.
Всяко тяло има маса. За да се задвижи това тяло, трябва някак да го ускорим за да му дадем скорост. Например може да го бутаме. Ако имаме един Gold Wing и едно NSR, ще ни е много по-трудно да бутаме Wing-а. Можем да изразим това количестено чрез сила.

F=m.a

Където F- сила; m- маса; a- ускорение.

Нещо движещо се с посоянна скорост, няма ускорение и следователно не се нуждае от сила. Мерната единица за сила е Нютон(N=kg.m/s/s). Ако упражняваме сила за определено разстояние, сме извършили работа. Единицата за работа е Джаул. Можем да мислим за работата като за енергия. Мощноста показва колко бързо можем да извършим определена работа,
или колко бързо можем да произведем енергия. Мери се като работа или енергия към време. Единици за мощност са Ватове (W= 1J/sec) и конските сили (hp= 550 lb-ft/s).
Представете си асансьор, движещ се 10 етажа нагоре. За да се качи до 10 етаж за 1мин или 10мин ще отиде същата работа. Но понеже мощността е работа към време, за да се качи да горе за 1 мин ще има нужда от повече мощност.

В мотоциклетния свят много неща се движат в кръгове, вместо по прави линий. В този свят някои от гореизброените неща може да имат други имена, но връзките между тях остават непромемени. Вече не говорим за разстоянието в метри, а в обороти. Скороста е обороти за време. Масата вече е инерция. Все още се нуждаем от някакво "бутане" за да завъртим нещо. Вместо сила, имаме въртящ момент, който е "сила на усукване" така да кажем. Също като силата, за да накараме нещо да се върти по-бързо или по-бавно (промяна на скорост-ускорение), трябва да приложим въртящ момент. Въртящия момент се измерва, като количество тангенциално действаща сила на определено разстояние. Мерните единици за въртящ момент са сила.разстояние, такава единица са Нютонметрите (N.m).
Представете си гаечен ключ. Въртим дръжката за да отвием/завием болта. Колкото по-дълга е дръжката, толкова повече въртящ момент прилагаме на болта със същото количество сила, приложено от нас на дръжката.

(http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/Fysik_vridmoment.png)

т=r.F

Както написах по-горе, работата е сила.разстояние. Объркването около въртящия момент, понякога идва от мерните единици. Въртящия момент се мери в същите единици като работата, НО работата е енергия, въртящия момент е сила.
Работата във "въртящия се" свят на двигателите все още е сила.разстояние. Въртящия момент е силата, а разстоянието са оборотите, но предсавени в радиани.(1 оборот = 6,28 радиана). Използват се същите единици (Nm).
Причината да не се променят мерните единици е в това, че разстоянието (радианите) са безмерна величина. Тъй като работата има еднакви мерни единици и в двата "свята", то мощноста също запазва единиците си(W; к.с.)

За да задвижим МПС-тата си, използваме двигатели за да превърнем химичната енергия (гориво), в полезна работа. При бензиновия двигател с вътрешно горене, горивото се запалва в горивната камера от свещ и това създава газове под голямо налягане, които натискат буталата надолу. Чрез биелите, тази сила бута шийките на коляновия вал и го завърта (част от задачите на лагерите е да позваляват на коляновия вал само да се върти). Тъй като всяка шийка е отместена от центъра на коляновия вал(който е оста на въртене-също както болта по-горе),
получаваме въртящ момент. Да, но двигателя работи при много различни режими-различни обороти на кол. вал; различни количества газове, разширяващи се в цилиндрите (ролята на газта) и много други. Всичко това значи, че един двигател произвежда различни количества въртящ момент по време на работата си, които е трудно да се предвидят. Въпреки това, те могат лесно да се измерят. Предполага се че ни интересуват максимални стойности- това значи пълна газ. Това свежда нещата до колко въртящ момент, при какви обороти. След замерването всичко което получаваме е една крива.
Дизайна на двигателя, горивната система и много други неща влияят на формата на тази крива. Почти винаги въртящия момент се увеличава до някаква пикова стойност и след това спада.

(http://hummer.off-road.com/hummer/data/articlestandard/hummer/522005/263802/torque.gif)

Ами мощността? Чрез формулата...

P=T.w.(1/7124)

Където P е мощността в к.с.; T е въртящия момент в Nm; w са оборотите  минута.

..можем да нанесем и мощността върху графиката.
(http://hummer.off-road.com/hummer/data/articlestandard/hummer/522005/263802/torque-hp.gif)

Не трябва да се забравя, ча динографиките представят максималните възможни стойности. Според позицията на газта, двигателя може да направи по-малко Nm и к.с. от тези отбелязани на графиката. По рано казахме, че силата и въртящия момент пораждат ускорение. Ако се движим с постоянна скорост, как така ни трябат мощност и въртящ момент? Отговорът се крие в съпротивлението. Съпротивлението от гумите и въздушното съпротивление опитват да ни забавят, и за да запазим скороста си трябва двигателя да произвежда достатъчно въртящ момент, за да компенсира това съпротивление.
На празен ход, двигателя трябва да произвежда достатъчно за да компенсира само триенето на детайлите си. Това обяснява защо на място двигателя се форсира до 5000 оборота (примерно) с по-малко газ, отколкото ако се движим с 100км/ч.
При максимална скорост, цялата мощност отива за преодоляване на въздушното съпротивление.

Мощността и въртящия момент се много тясно свързани. Един високооборотен двигател няма нужда от много въртящ момент за да направи много коне. Аналогично мотор с много въртящ момент може да не произвежда много мощост.

Един двигател с повече к.с. ще има по-добро ускорение 0-100 км/ч, а двигател с по-висок въртящ момент ще направи по-добро време от 80-120 км/ч на една и съща предавка. При ускорение от 0-100 км/ч е нужно да се развият обороти, за да може двигателя да достигне поне до оборотите с най-високи коне. За тестът 80-120 км/ч при една и съща предавка не може да се прави избор на обороти. Това, от което зависи ускорението е въртящият момент.Следователно е възможно един двигател с равни или дори по-малко к.с. да ускори по-бързо ако и двата мотора са на една и съща предавка.

П.П.: Нека всеки допълни какво знае по темата.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Pazo_Hornet в януари 18, 2007, 20:34:32
Карол Шелби го е казал най-точно: "Мощността определя с каква скорост можеш да се блъснеш в дадена стена, а въртящият момент определя колко ще се премести стената" :-)
И още: "с мощност се продават коли, а с въртящ момент се печелят състезания".


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юни 15, 2010, 17:20:16
 :biggrin:
Реших да съживя тази тема, че като чета, много колеги имат погрешно схващане за показателите на двигателите.
Носят се митове и легенди за въртящия момент, колко е важен, и как мощноста е някаква залъгалка. Как V-образния двигател (само защото е V-образен) имал по-висок въртящ момент от редовия или как момента му бил равномерно разпределен при всички обороти, а на редовия не, и още много подобни.
Докато събирах информация ,попаднах на една статия, и тъй като автора я е написал по-добре ,от колкото аз щях да го направя,  пускам линк към нея. 
А някой ден  ще ви обясня и от къде се взема въртящия момент в един двигател, и каква е зависимоста му от броя и разположението на цилиндрите

http://www.heed-auto.com/index.php?option=com_content&task=view&id=76&Itemid=80 (http://www.heed-auto.com/index.php?option=com_content&task=view&id=76&Itemid=80)



Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Hell в юни 15, 2010, 20:22:20
Мдааа...нали за това има инженери да измислят всякакви двигатели с различни характеристики....
за това нека ние простосмъртните и объркани от толкова понятия и формули просто да се наслаждаваме на постиженията на тези умни глави и да се кефим кефим кефим.....а като се развали машината да ги посещаваме за ремонти...
казано по друг начин всяка жаба да си знае мястото дори и в гьола!!!


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: kiril kirilov в юни 15, 2010, 21:58:24
...............с "две думи" мощността е въртяш момент по обороти...............дизела на камиона постига висока мощност с голям въртящ момент при ниски обороти /дълговечност, голям работен обем/, а двигателя на Ф-1 - ограничен въртящ момент при много високи обороти /ниско тегло, ограничен работен обем, огромно ускорние, къс живот/.......


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юни 18, 2010, 16:51:37
 :-X
E, не е задължително по-мощия двигател да има по-къс живот. Дори може да се поспори за обратното. Важното е да се разбере ,че въртяш момент можем да си направим какъвто си поискаме с помоща на редуктор, а мощност не. Тя само намалява :D
И именно мощоста е това което ни показва ,каква работа ще ни свърши двигателя за единица време . А каква ще е работата, дали ще мъкнем нещо или ще ускоряваме ...............


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: bgatev в юни 18, 2010, 17:04:14
Евала за добрата тема. Всичко ми беше доста полезно


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: chengel в юни 18, 2010, 18:56:25
...та к'ва е вързалката м/у V-twin и редовака?До колкото разбрах колкото и  ВМ в ниските да има,няма ли НР све тая...
 :o :o :o


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юни 21, 2010, 17:41:20
Тази статия беше само за мощноста и въртящия момент - кое какво означава. А за V-двигателите вързалка няма. Има мит. И той е ,че имат по-голям ВМ или че е по равномерно разпределен. Ако разгледате един двуцилиндров четиритактов двигател на който двете мотовилки са свързани към една шийка на коляновия вал, и единственото което променяте е ъгъла между цилиндрите от 0 (редови ) до 180 ( боксер ) ,ще видите че ВМ не става по-голям или по-малък. Единственото което се променя е равномерноста, и колкото ъгъла е по-голям, толкова и неравномерноста е по-голяма.
Предполагам че объркването е тръгнало от обяснението за  V двигателя ,който доставя ВМ на ПО-КЪСИ импулси  поради неравномерната си работа.
Темата е дълга и някой друг път ще ви обясня по-подробно.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: the Truth в юни 21, 2010, 20:36:21
Аз все си мислих,че "големия" въртящ момент на Ве-тата и едноцилиндровите,в ниските,идва от "по-голямата маса(и сила...при изгаряне) накрая на лоста",в смисъл по-голямо бутало,по-тежки вал...биела,от там по-голяма инерция,каето пък увеличава усукващия момент...-според статията!
Според мен силата на тия двигатели е по голяма само в ниските и в средните обороти...на един 4-редовак.

Относно здравината на двете концепции,убеден съм че 1.8 Ве-2 със 110 коня/5500 об. в мин.,няма как да е по-здрав от 1.8 редовак-4 със същата мощност и обороти...а и по-як също!

п.п. Лично мнение...-на лаик! :grin:

п.п.2 Интересна статия...за доста обширна тематика!  :grin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: tzssv в юни 21, 2010, 22:07:19
А някой може ли да обясни има ли връзка между начина на разгръщане на въртящия момент (ако гледаме кривата му) с това къде ще има повече или по-малко тяга в работния диапазон от обороти?
Пояснявам - хипотетичен модел Х с висок въртящ момент още в ниските. Може ли да очакваме от него по-мощно ускорение в сравнение с друг модел Y в 2/3 и 3/4 до пълно натоварване (обороти), ако Y постига максимума си малко преди максималните kw. Двата модела са 4-цилиндрови, еднакъв работен обем, редови, с инжекционни с-ми, DOHC, 4 клапана на цилиндър... даже свещите са еднакви и бензина е еднакъв...




Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: the Truth в юни 21, 2010, 22:50:38
Някой,който си "играе" с настройки на пауър-командери,той може да ти даде компетентно мнение! (:g2:)


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Fbegov в юни 22, 2010, 02:01:26
...та к'ва е вързалката м/у V-twin и редовака?До колкото разбрах колкото и  ВМ в ниските да има,няма ли НР све тая...
 :o :o :o


Така де, при еднакъв ВМ от значение са оборотите. При тебе, примерно, за ниски приемаш че са около 2000об/м, а при мене 4000об/м - ето ти разликата в мощноста. Или, ако върна гаста на 2000об. ще са ми достатъчни половината от твоите НМ-три за едно и също ускорение :grin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Fbegov в юни 22, 2010, 02:16:06
Тази статия беше само за мощноста и въртящия момент - кое какво означава. А за V-двигателите вързалка няма. Има мит. И той е ,че имат по-голям ВМ или че е по равномерно разпределен. Ако разгледате един двуцилиндров четиритактов двигател на който двете мотовилки са свързани към една шийка на коляновия вал, и единственото което променяте е ъгъла между цилиндрите от 0 (редови ) до 180 ( боксер ) ,ще видите че ВМ не става по-голям или по-малък. Единственото което се променя е равномерноста, и колкото ъгъла е по-голям, толкова и неравномерноста е по-голяма.
Предполагам че объркването е тръгнало от обяснението за  V двигателя ,който доставя ВМ на ПО-КЪСИ импулси  поради неравномерната си работа.
Темата е дълга и някой друг път ще ви обясня по-подробно.



Точно, по- късите инпулси също са редуктор, но пък дават по-добра крива на ВМ от по-ниски обороти.
Подобен е ефектът при новия вал на Р1-цата :grin: според мене (:g2:)


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: KokoVmaxa в юни 22, 2010, 08:52:26
Тази статия беше само за мощноста и въртящия момент - кое какво означава.

.............. тоя дето я е писал явно е прекалил с агнетата и прасетата за получаване на дипломка
А за V-двигателите вързалка няма. Има мит. И той е ,че имат по-голям ВМ или че е по равномерно разпределен.

(http://media.snimka.bg/3013/012280862-big.jpg)
 И ако може да разкажеш за мита за големия момент и разпределението му  :o
   само да си леко ориентиран - 0,5 = 3000rpm/min    4,0 = 11500rpm/min ........... двигателя е V2 с диаметьр 98мм на буталото  :-o :-o :-o

 
.............


И като си такьв спец по вьртящ момент и коне да земеш да ни светнеш защо и как така аджеба се слува един агрегат с 450к.с. и 750н/м е по-по-по-най спрямо подобен ама сьс 600к.с. и 540н/м .......... :o или явно всички са в грешка на тоя збьркан свят и само ти си открил топлата вода докато си чел излиянията и неправилният превод на един специалист


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юни 22, 2010, 12:15:23
Ооо , Коко  :-X , най-после се включи  :D
Айде ако обичаш (бира), без нападки и обиди.
Да видим сега, каква е тази "картинка" дето си я пуснал, аджаба. Какво трябва да ми стане ясно от нея. Какво означава червената чертичка и какво синята. Къде точно сравняваш два или повече двигателя с различен ъгъл между цилиндрите и всичко друго еднакво.За пореден път казвам,че темата е дълга.
Предполагам, че се сещаш че с пет изречения и две картинки няма да мога да обясня половин учебник теория.
Ще ми бъде много интересно ( без сарказъм ) да седнеш и да ми обясниш ,как само с промяна на ъгъла между цилиндрите ще промениш нещо на тези графики. Пиенето и яденето е от мен  :-X


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: tzssv в юни 22, 2010, 13:27:24
Досега не съм виждал двигател със срещуположни цилиндри (180 градуса или т. нар. боксер), без значение с колко цилиндри, да развива 10 000 оборота.
Нормално развъртащите се автомобилни двигатели с V-образна конфигурация са конструирани (според мен) с идеята за спестяване на място. За пример може да се даде как един V6 е дълъг колкото 4-цилиндров редови. Е, приблизително.
Каква ще е стойността на максималния ВМ, при какви обороти и колко % от него ще са налични при например 2000 оборота (за амтомобилен двг.) зависи от всичко друго, но е и от разположението на цилиндрите. Дали ще са под 90, 60 или 0 градуса мисля че няма значение ако сравняваме начина на разгръщане на мощността при целия диапазон от обороти. По-скоро значение има дали е OHC или DOHC, инжекционната система, налягането на горивото, инжекторите, диаметър и ъгъл на отваряне на клапаните, наличие на системи за променливо газоразпределение... и още много неща, както и дали двигателят е дългоходов, "пълно каре" или с къс ход на буталата (като при спортен мотоциклет). Двигателят с къс ход на буталата постига ВМ при по-високи обороти и той има нужда от обороти за да върви. Точно обратното е при дългоходовия - постига въртящия си момент по-рано и по този начин има повече теглителна сила в ниските и средните режими. Ако сравняваме средната скорост на буталото при трите възможности за съотношение диаметър/ход на буталото, то може би ВМ ще е почти равен (говорим при равни по обем двигатели, с равен брой цилиндри, брой клапани, брой разпр. валове и т.н.). Не съм сравнявал.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: KokoVmaxa в юни 22, 2010, 14:52:27
 - Няма кво да сядам ;) всеки само може да седне и да чете и да си прави изводи.
 Графиките не са сравнителни - това е графика от един Рън на V2 1000 мотор сьс 115н/м вьртящ момент (синьо = въртящ момент / червено = конски сили(макс мощност) ) и пак Повтарям това е V2 мога да ти покажа как изглежда графика на редовак и колко са N/m му  :grin:

 tzssv - я се огледай пак STI да пробваме за жокер
 А това относно вида на двигателя и вьртящия момент е СТРОГО СВЪРЗАНО И ЗАВИСИМО или друго яче казано като за твоето ниво:
 -> 0'(редовак) +Мин екстра към N/m на агрегата
 -> 180' (Боксер) +Макс екстра кьм N/m на агрегата

 Пример - Най коментираните спортни автомобили в света и доказани Номер 1 - NISSAN Skyline GT-R R34 / R35
 R34 -> NISMO Z-tune  - RB26DETT Z2 twin-turbo I6, 2,800cc 500 PS (368 kW, 540 Nm) at the wheels само 20 произведени
 R35 -> VR38DETT twin-turbo V6 , 3,799 cc 475 hp (354 kW) and 457 lb·ft (620 N·m) at the wheels ................ и най-бьрзият сериен автомобил в света 0-100 / 0-200 и т.н.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: boris_vn в юни 22, 2010, 21:56:31


 Пример - Най коментираните спортни автомобили в света и доказани Номер 1 - NISSAN Skyline GT-R R34 / R35
 R34 -> NISMO Z-tune  - RB26DETT Z2 twin-turbo I6, 2,800cc 500 PS (368 kW, 540 Nm) at the wheels само 20 произведени
 R35 -> VR38DETT twin-turbo V6 , 3,799 cc 475 hp (354 kW) and 457 lb·ft (620 N·m) at the wheels ................ и най-бьрзият сериен автомобил в света 0-100 / 0-200 и т.н.
ма ти верно си вярваш че щом е V е най добро и щом е японско по добро няма , :( стига ве има и друг свят освен вашия измислен реисинг свят  :-o


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: boris_vn в юни 22, 2010, 22:21:29
-


 А това относно вида на двигателя и вьртящия момент е СТРОГО СВЪРЗАНО И ЗАВИСИМО или друго яче казано като за твоето ниво:
 -> 0'(редовак) +Мин екстра към N/m на агрегата
 -> 180' (Боксер) +Макс екстра кьм N/m на агрегата
и за това не си съвсем прав (според мен ) В-образния двигател с повече от два цилиндъра също има различни конфигурации ,примерно как работят цилиндрите по двоики или не  :grin: дали има разлика дали палят два цилиндъра едновремено или един след друг , при моторите имаше едно време в 500сс. разработка на ХОНДА  ако не се лъжа БИГ-БАНГ на V 4 да палят по двоики цилиндрите ,резултата огромен въртящ момент и трошлив двигател  :grin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Fbegov в юни 22, 2010, 23:20:06
Ебаси, пък темата беше толкова,..различна. от другите!
Инфо, пък и било то различно като гледна точка е винаги полезно - за раздвижване на мозъка, ако щете,..1
Ако питате мене, никой няма да си купи мотор тип (така тъпо наречения) чопър, ако жужи с редовия двигател пък ако ще да е върха на технологиите и да е 180коня вместо 45 ,...?!?
Маркетинг, ей ви друга насока (ъгъл), на разсъждения!


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: the Truth в юни 22, 2010, 23:35:26
Доколкото си спомням "биг-банг" беше някакъв жалък опит на Кавасаки,върху редова четворка(запалване и на двата цилиндъра едновременно...- 1-ви и 4-ти,после 2-ри и 3-ти),а на Ве-4 няма как да стане "биг-банг",тъй като се разминават всичките бутала едно спрямо друго(тия от една редица(напр. предните 2) са на различни шийки на вала-различен момент на запалване,а на тия стоящи от едната страна(напр. десните 2),и съответно на една шийка,им се разминава момента на запалването благодарение именно на Ве-конфигурацията-едното бутало достига ГМТ винаги малко преди другото(в случая зависи от градусите на Ве-то)...
...което пък ме навежда на мисълта че въртящия момент(доставянето му) е пряко зависим от градусите на Ве-то,до някаква степен. (:a:)

п.п. Това са просто лични разсъждения,може и да бъркам,тъй че -без лоши чувства! :grin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: boris_vn в юни 22, 2010, 23:49:34
свят голям ,валове много ,шийки още повече , няма по добър двигател всеки си има предимства и недостатъци ,е ямаха с новото R1 и хонда с последния 1000RR почти направиха перфектен двигател но има време и те да се изложат  :biggrin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: tzssv в юни 23, 2010, 09:06:45
Не бях помислил над казаното от The Truth за V-тата. Тук трябва да обяснят наистина запознати с материята.
Виждал съм добри механици, които могат да поправят почти всичко от скутер до фадрома, но като им казах реда на запалването на цилиндрите на една кола с V6 двигател, никой не повярва. И още не вярват. Редът е 1, 2, 3, 4, 5, 6. Мислех да им сваля капачката и да видят сами. Това явно зависи от конструкцията... Затова написах "наистина запознати", в смисъл знаещи на 100%. Като гледам всичко е от значение за стойностите на ВМ.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: the Truth в юни 23, 2010, 09:30:09

Виждал съм добри механици, които могат да поправят почти всичко от скутер до фадрома, но като им казах реда на запалването на цилиндрите на една кола с V6 двигател, никой не повярва. И още не вярват. Редът е 1, 2, 3, 4, 5, 6. Мислех да им сваля капачката и да видят сами. Това явно зависи от конструкцията...

Букви,аз доколкото си спомням реда беше друг,не беше така подреден,но с желание и подходящите части(разпр. валове,и др.),явно че може да се постигне! :grin: ...-или е "заводски" по този начин?


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юли 02, 2010, 09:32:58
И така, да започнем от някъде. Първо да видим от къде идва въртящия момент (ВМ), т.е. как  бензина се превръща в сила на усукване в един едноцилиндров равноходов двигател (равноходов или "каре" е двигател с диаметър на цилиндъра равен на хода на буталото) .Знаем ,че въртящия момент е сила по рамо. Рамото е коляното на коляновия вал, а коя е силата ?  При изгарянето си, горивато се превръща в газ ,и тъй като изгаря в затворено пространство, налягането на този газ се увеличава. От определението за налягане знаем ,че това е силата която се упражнява върху единица площ - нютон на квадратен метър или производните кг./см2.  и  т.н.т. Значи, налягането в цилиндъра умножено по площа на буталото ще ни даде силата която ще се предаде на буталния болт, а от там чрез мотовилката на коляновия вал , но не цялата сила ще се превърне във въртящ момент.  Да разгледаме чертежа.
(http://img202.imageshack.us/img202/7324/35037831.jpg)
За тези които не могат да се ориентират, т."А" е буталния болт ( там действа силата "Р" получена от налягането в цилиндъра),  "ОВ" е рамото на коляновия вал а "АВ" е мотовилката.  Силата  "S" , която ще се предаде на мотовилката е равна на силата "Р" умножена по косинуса на ъгъл "β"  ( за справка , cos 0 = 1 ,cos 45 = 0.707 и cos 90 = 0 ) т.е. с изключение на мъртвите точки, силата "S" ще бъде винаги по-малка от силата "Р" . Пренасяме тази сила в точка "В" и я умножаваме със синуса на ъгъла "φ" между нея и рамото на коляновия вал. Получаваме тангенциалната сила "Т" която  всъшност е силата с която се умножава  рамото за да се получи въртящия момент. ( и отново справка - sin 0 = 0 ,sin 45 = 0,707 и sin 90 = 1 ) . Тези които си спомнят геометрията ,ще успеят да решат задачата и с други ,по-удобни ъгли, например ъгъла на завъртане на коляновия вал. Силата "Т" е винаги по-малка от "S" с изключение на момента ,когато мотовилката е под прав ъгъл  с коляновия вал. Този момент зависи от геометричните размери на двигателя и е приблизително 50-60 градуса след ГМТ. Вижда се ,че "Т" е винаги по-малка от "Р" ,като в мъртвите точки дори е равна на нула .Това е една от причините ДВГ да имат толкова нисък к.п.д.  Да приемем за момент ,че налягането в цилиндъра е постоянно, то кривата на въртящия момент ще започва от нула в ГМТ ,ще има максимум при 50-60 градуса, и отново ще намалее до нула при ДМТ. Да, но налягането в цилиндъра не е постоянно.  Ако разгледате PV диаграмата ще видите как се променя то според завъртането на коляновия вал.
(http://img808.imageshack.us/img808/7206/pv1.jpg)(http://img688.imageshack.us/img688/6899/pv2s.jpg)
Най-голямо е малко след ГМТ, и след това рязко намалява. И така, кривата на ВМ е доста кривичка, и при всичките 720 градуса по разгънатата диаграма (два оборота на коляновия вал  за един работен цикъл), е положителна величина само за 130 - 140 градуса. ( не са 180 , защото изпускателния клапан се отваря преди ДМТ и прекратява драмата ) . Нека сега да си "поиграем" с размерите на двигателя. Казахме ,че ВМ е сила умножена по рамо. Ами да увеличим тогава рамото . С това обаче ще се увеличи и хода на буталото ( хода на буталото е два пъти дължината на коляното ) а от там и обема на двигателя. Значи за да запазим обема ,за да е коректно сравнението трябва да намалим диаметъра на цилиндъра (ще получим дългоходов двигател), но от това ще се намали и площа на буталото. И ще имаме по-дълго рамо но с по-малка сила и същия ВМ. Тогава да увеличим диаметъра на цилиндъра (късоходов двигател). Голяма площ, голяма сила, късо рамо , и като резултат ,отново същия ВМ . След малко сметки с конкретни цифри излиза ,че ВМ  не зависи пряко от тези параметри. Какво да направим ? Да добавим още един цилиндър. Досещате се ,че отново трябва да променим размерите за да запазим обема, и получаваме два пъти по-малки цилиндри които произвеждат два пъти по-малък ВМ. Въпроса е как да свържем тези цилиндри. Започваме от редова комбинация с мотовилки свързани към една и съща шийка на коляновия вал и избираме последователно запалване. Приемаме за по-лесно, че цилиндъра доставя ВМ през целия работен такт от 180 градуса  ,че този ВМ е постоянен и ,че за другите тактове не се консумира енергия.  При едноцилиндровия двигател ще имаме 180 градуса ВМ примерно 100 Nm и после 540 градуса нищо. Като резултат средния ефективен ВМ ще е примерно 25 Nm ( (180 x 100 + 540 x 0) / 720  ) При двуцилиндровия вариант ще имаме 180 градуса ВМ  50 Nm , 180 градуса нищо ,  отново 180 градуса ВМ  50 Nm и 180 градуса нищо. Или (360 х 50 + 360 х 0) / 720 = 25 !!! Два пъти по-малък, но два пъти по-често на равни интервали. Сега да разместим цилиндрите примерно на 90 градуса ( V образен двигател ) Започваме от левия цилиндър и се движим по часовниковата стрелка - 180 гр. ВМ  , 270 гр. (180+90) пауза, 180гр. ВМ , 90 гр пауза. = 25 Nm и неравномерност спрямо редовия. Ако сега разместим колената на вала на 90 градуса, така че буталата да достигат ГМТ едновременно, ще получим V образен двигател с равномерна работа като редови, а при това положение ако върнем цилиндрите в ред, ще получим редови двигател с неравномерна работа, но ВМ си остава абсолютно същия. Да споменем и Биг Банг двигателите при които двата цилиндъра работят едновременно. При редовия ще имаме картинка идентична с едноцилиндровия вариант или (180 х (2 х 50) + 540 х 0 )/ 720 = 25, а при V образния (90 х 50 + 90 х 100 + 90 х 50 +  450 х 0) / 720  = 25 - тук картинката за равномерност е в полза на V двигателя, но колко такива сте виждали.   И съвсем да ви отегча като добавим още два цилиндъра. Отново променяме размерите и така всеки цилиндър доставя 25 Nm , за редовия двиг.  (180 х 25 + 180 х 25 + 180 х 25 + 180 х 25 ) / 720 = 25 а за V обр. - ( 180 х 25 + 90 х 25 + 90 х 50 + 90 х 25 + 180 х 25 + 90 х 0 ) / 720 = 25 .  Виждаме че при V-то, за 90 градуса два от цилиндрите работят едновременно (само при нашия идеализиран вариант), но виждаме също, че за други  90 гр. няма работещ цилиндър. Отново неравномерност и отново същия ВМ . И сега ако премахнем това което по-рано  " приехме за по-лесно " ,съвсем ще ни стане тъжно. След всевъзможни комбинации на брой и разположение на цилиндрите установяваме ,че средната ефективна стойност на ВМ не се променя и зависи единствено от обема на двигателя и налягането в цилиндрите. И сега всички ще кажете че това са глупости, защото двигатели с еднакъв обем много ,а всичките са с различен ВМ. Защо е така ? Ами защото от обема на двигателя можем да изчислим максимално възможния ВМ, а какъв ще е той в действителност зависи от съвършенството на конструкцията на самия двигател. Т.е. степен на сгъстяване, вид на горивната с-ма, тук се намесва малко и отношението диаметър/ход на буталото, брой клапани,механични загуби и много много други параметри, но не и ъгъла между цилиндрите. И тогава защо има V образни ,късоходови и дългоходови двигатели. Ами колегите tzssv и  Fbegov вече ви дадоха някой насоки за мислене, а и от тези неща зависят други параметри на двигателя, които са не по-малко важни от ВМ, като пример високооборотните двигатели са късоходови заради средната бутална скорост, но пък са по-неикономични. Да споменем и външната честотна (скоростна) характеристика на двигателя.
(http://img813.imageshack.us/img813/6797/peme.jpg)
Това е най-популярната характеристика при двигателите ,която всички сте  виждали. Тези характеристики ни показват как се изменя мощноста , ВМ  и още няколко параметъра  при различните обороти ,при фиксирано подаване на гориво ( най-често максимално ). На тях ВМ е представен като една дъгичка ,започваща от някаква стойност, достигаща максимум при някакви средни обороти и след това отново намаляваща. Трябва да уточним нещо важно. Тези стойности на ВМ не са онези максимални стойности от разгънатата диаграма, а средните ефективни стойности за целия работен цикъл (онези 25 Nm от примерите),които можем да използваме за работа ( или които измерваме на динамометъра )- затова се нарича "външна" характеристика. Защо обаче ВМ се мени с оборотите. Нали ВМ зависи от обема на двигателя (който е постоянен) и от налягането получено при изгарянето на бензина , а при фиксирано отворена дроселна клапа ,количеството на гориво-въздушната смес постъпило в цилиндъра би трябвало да е еднакво за всеки цикъл, и от там и налягането би трябвало да е еднакво. Е, да де , но "би трябвало" не означава че е така в действителност. При ниски обороти пълненето на цилиндрите е влошено от някой фактори. Например несъвършенства на газоразпределителния механизъм, подгряването на прясната гориво-въздушна смес от загретите площи, пропуски през сегментите, останали газове от предния цикъл и т.н.т. С увеличаване на оборотите пълненето се подобрява най-вече от допълването на цилиндъра от инерцията на постъпващата смес и по-малкото време за подгряването и, както и от по-малките загуби през сегментите. След определена граница ( максимален ВМ ), хидравличното съпротивление на всмукателния тракт започва да оказва влияние и количеството на сместа  започва отново да намалява а от там и ВМ. При много високи обороти времето за горене също е много кратко. За да се подобри картинката , конструкторите имат различни решения, като променлива геометрия на всмукателния колектор, променливи фази на газоразпределението ,двустепенни карбуратори или отделни карбуратори за всеки цилиндър ,"спортни" филтри и много други хитринки, и отново нищо общо с ъгъла между цилиндрите. Сега да споменем и инерционните моменти в двигателите. Те също са доста важно нещо при проектирането на двигателя и оказват влияние и върху неравномерноста. Например балансиращите тежести на коляновия вал ,маховика ,който е особено важен при малко на брой цилиндри, балансиращите валове при някой неравномерно работещи двигатели,масите на мотовилките и буталата, като някой от тях в даден момент акумулират енергия,която после отдават и така подобряват картинката, а други само създават проблеми на конструктора, но отново не променят ВМ в зависимост от ъгъла между цилиндрите.  И така, цялото това писане беше в подкрепа на думите ми, че " само от това че един двигател е V-образен не означава че има по-голям или по-равномерно разпределен въртящ момент "  , а колко е важен ВМ ? Важен е много, най-вече за конструктора или състезателния инженер, за да изчисли параметрите на скоростната кутия и главното предаване, а за възможноста двигателя да върши работа си има друг показател наречен мощност.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: the Truth в юли 02, 2010, 10:50:01
Цитат:
"...След всевъзможни комбинации на брой и разположение на цилиндрите установяваме ,че средната ефективна стойност на ВМ не се променя и зависи единствено от обема на двигателя и налягането в цилиндрите..."

...ей тук пропускаш един много важен фактор - броя на цилиндрите! :grin:
С мойте елементарни познания по двигателите...но аз мисля че все пак V2-тата имат по голям въртящ момент,от редова 4-ка,при еднаква кубатура,и ще поясня какво имам предвид.
Ако приемем че кубатурата трябва да е една напр. 1000,както в реалния живот,тогава един 4-редовак е 4х250 см3,а един Ве2 трябва да е 2х500 см3...
Това означава че Ве-2ката има по-големи: бутало,биела,и вал -това са "задвижваните маси",горивната камера също е по-голяма,което означава че произвежда повече енергия(работа,сила)-което е една от причините "задвижваните маси" да са по-големи(за да издържат),хода също е по голям-което пък означава че "лоста" е по голям...-сам го каза! :grin:
...е вече сам се сещаш че например...грубо казано- 20 кг сила на 1 метър лост са едно,а на 2 метра са съвсем друго! :grin:
...благодарение именно на инерцията на "задвижваните маси",и по-голямата произведена сила при работния такт(благодарение на голямата горивна камера = повече горивна смес = повече произведена енергия),която на всичко отгоре се предава през по-дълъг лост...заради това мисля че Ве2-тата са с по голям ВМ!
А въпрос на баланс,и изчисления в скоростите е как и къде ще я изкараш тази сила.
...просто мисля така,нямам инженерни познания!
 
 Лек ден! :D


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в юли 02, 2010, 11:17:06
 :-X
и ти пропускаш , говорим за средна ефективна стойност - по-голям брой цилиндри- по малък обем на всеки по отделно - по-малък ВМ от всеки един но по-често. Единствено равномерноста е различна.
За двуцилинровите спрямо четирицилиндровите - не споря - дори в примерите си личи че моментния ВМ е по-висок но не и ефективния, а и къде е връзката с оборотите. И накрая съм обяснил за какво споря - за V и редови при всичко друго еднакво.
По въпроса за по-големите маси - ами тези маси нали трябва някой да ги задвижи преди това , т.е. в даден момент консумират енергия......
като жокер посети някой сайт например този http://www.motorcyclespecs.co.za/ (http://www.motorcyclespecs.co.za/) и сравни няколко модела
 :-X


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: miroki в октомври 22, 2010, 09:31:44
Е аз хубави се хванах да сметна въртящия момент , но се оказа , че по тези формили не става.
След като има постоянна промяна на ъгъла, как да го сметна.
Ако някой знае (стига статията да не е просто копирана, както една друга с коефициенти C1 i C2 , които са ги постнали във почти всички форуми.
Едноцилиндров двигател (приемам двутактов) Приемам идеално постоянно налягане в цилиндрите,
Налягане 10 бара или 1000 000 Pa в цилиндър
Площ бутало Ф71мм =0,071м/2 =0.0355м радиус. Площта 3,14*0.0355^2 =0.3957185 м2
Хода на бутало 81,5мм или 0.0815м.
Рамо на вала Хода на буталото на 2.или 0.04075м
Ако Силата е F=S(площа)*P(налягането)=0.3957185*1000000=3957.185 N (нютона)
Въртящ момент , по формулата със синусите както е дадена (избирам ъгъл 90градуса че е лесен за смятане, д
ъгъла излиза 23,4градуса косинуса е 0.9139
По дадената формула
(Върт.Момент) Т = F*cos 23.3градуса*sin90=3957.185*0.9744*1= 3855.88 N/m
 Сметнах го и при 12 градуса ъгъл , което е горе долу на схемата.
Т=3957.185 * cos12.sin57=3957.185*0.9744*0.8387=3233.9 N/m
Което е почти сходно.
Къде е грешката ,че се получава толкова голям момент.
Сметнах го и по обикновената формула за момент сила по рамо
Т=F.m=3957.185*0.04075=161.25 N/m
но пак е много
Тука уж идеалният случай, а се получават по нормални стойности.
Но и това е много.
Дайте някоя друга формула защото от този момент излиза много голяма мощност
(мощност) {P= Т(Върт. момент)*6000(оборотите)}цялото делено на 9550 = 101 kW
9550 не знам какъв коефициент е и за защо е толкова, но 101кВ също ми се вижда нереално за предполагам че формилата е да смета 4 те такта и общата мощност.
Но проблема е че съм
взел съм примерно бутало на 4 тактов двигател с 4 цилиндъра с обща мощност
106коня около 75кв мисля, че беше при 6000оборота и най вече с въртящ момент 145N/m при 3400оборота. А от сметките излезе 161N/m При положение че вкарах 10бара вместо 40 бара както е при изгаряне на бензина.
Възможно ли е това да е резултат само от постоянното налягане, което не спада  до края на такта , и по този начин да става 4 пъти по-мощен двигателят , че и малко повече.
Дайте някоя друга формула , защото е нереално са се мери въртящия момент само в точката с 90градуса ъгъл между силата и рамото.
Искам да меря с постоянно налягане през цялото време.


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: nigell в октомври 22, 2010, 11:18:53
Площта 3,14*0.0355^2 =0.3957185 м2 =0.003957185 m2 малко си объркал запетаята


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: miroki в октомври 22, 2010, 15:43:06
Да Аз си смятах на лист и после преписах грешка в преписването е , Иначе е сметнато вярно на татък. Просто пиемете, че ги има 0 лите.
Е като изключа, че реално буталото ми е 79мм а не 71 и тогава силата става по-голяма.4899 N
и Върт. Момент 199 N/m,а не 161, което пак е множко. Истината е със синусите някак, защото трябва да има значение ъгълът , но как?


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в октомври 22, 2010, 17:57:52
 :D
грешка в сметките няма :D
като изключим грешката в дименсиите ( пише се Nm - нютон ПО метър ) ,ако не закръгляваш , с тези размери които си дал се получава 148 Nm , което си е реална стойност за един 1,3 литров двигател. Ето къде е грешката  :grin: Кой е този въртящ момент ? Това е въртящия момент само при това положение на коляновия вал и само при това налягане, и при всички други положения на КВ ще е друг. В примера , ъгъла между мотовилката и коляновия вал е 90 градуса, и може да приемем ,че това е максималния ВМ. Между другото, за средното ефективно налягане си познал. Наистина се върти около 1 MPa. От тук обаче започват проблемите. Предполагам че търсиш средния ефективен ВМ на двигателя. Той НЕ Е равен на максималния.  За да получиш средния ВМ трябва да вземеш под внимание механичния к.п.д. на двигателя, или с други думи загубите от триене, сгъстяване и изпускане на гориво-въздушната смес. Това число е някъде около 0,7 - 0,8 за четиритактов ДВГ. Трябва да включиш и консумацията на спомагателните устройства ( ако има такива - маслена помпа, водна помпа и т.н.т.) и тогава може и да получиш това което търсиш.  :-X


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: добрин1976 в август 12, 2012, 18:23:25
имам един въпрос ако на един ел. мотор му се променят оборотите понякъкъв начин чрез редуктор или р предавка ще променим ли мощноста на мотора


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Nakata1 в август 24, 2012, 09:15:40
Мощноста на ел. мотора не може да се променя с предавки, ремъчни, редуктори и др. С предавките Увеличаваш или намаляш оборотите за сметка на силата /въртящият момент/. Съответно при понижаваща предавка /намаляне на оборотите/ увеличаваш силата /въртящият момент/за сметка на мошноста и обратно, при повишаваща предавка увеличаваш скороста на въртене-респективно мошноста /работата за единица време/ за сметка на намаляне на въртящият момент. Мощноста на ДВГ е константна за определените обороти, колкото са по високи оборотите - толкова по голама е мощноста, естествено до определени граници-докато оборотите достигнат стойности при които  се влошава пълненето на цилиндрите с горивна смес поради намаленото време за пълнене. Въртящия момент/силата на ДВГ/е функция от мошноста, той също се променя с оборотите, но за сметка на инерционните сили на въртящите се части и увеличеното нарягане, респективно сила над буталото.Или грубо казано с подаването на газта увеличаваме мошноста и в определени пропорции въртящия момент, а със сменянето на предавките променяме стойностите на въртящия момент с така наречените прости механизми.
Пример голямо зъбно колело - голямо рамо на лоста, малко зъбно колело - малко рамо на лоста, опора на лоста в точката на зацепване. :D Четете техничека литература, в наръчника на мотоциклетиста от 60-те години тези неща са обяснени много подробно и същевременно на прост език. Поздрави! :grin:


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Honda_VFR в август 30, 2012, 22:47:10
имам един въпрос ако на един ел. мотор му се променят оборотите понякъкъв начин чрез редуктор или р предавка ще променим ли мощноста на мотора


Здравей !

Краткия отговор е  - Да

Но няма да ти хареса как се променя.  Какъвто и редуктор да поставяш след двигател, независимо ел. или ДВГ, мощноста само ще намалява. А причината е, че все още няма редуктори ( или други устройства ) с к.п.д. 1 или по-голям от 1.

Ето Ви една статия която няма връзка с въпроса ,но е приятна за четене:
http://fakti.bg/avto/4465-imalo-edno-vreme-butala (http://fakti.bg/avto/4465-imalo-edno-vreme-butala)   - част 1
http://fakti.bg/avto/4509-imalo-edno-vreme-butala-2 (http://fakti.bg/avto/4509-imalo-edno-vreme-butala-2) - част 2
 :-X


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: бай иван в септември 04, 2012, 22:20:55
пичове,пичове.толкова много теория,(изтекоха ми очите да я чета)че най-накрая нищо не разбрах.не искам да обидя никого.вмъквам се заради оня бай иван дето не е чувал и виждал боксер да развива по-вече от 10000 об.мин.във формула 1 доколкото зная по-вечето двигатели са именно боксери (мерцедес например).


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: zlati в септември 05, 2012, 11:56:10
доколкото зная по-вечето двигатели са именно боксери (мерцедес например).

Байо, байоооо ... вече сме 2012г. а не средата на 60-те  :-) :-)

V8 говори ли ти нещо, или само си на семки?


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: Che_ в септември 05, 2012, 13:28:25
V8 говори ли ти нещо, или само си на семки?


V8 значи че са 8 волта  (:a:)


Титла: Re: Въртящ момент, мощност и връзка между тях
Публикувано от: den4o7 в септември 05, 2012, 13:35:47

V8 значи че са 8 волта  (:a:)

CZ 350 12V  :-)