2018. január 22., 2018. január 23-án módosította: Fidalgo Rubén

motor

A forgatónyomaték és a teljesítmény valami hasonló az érme két oldalához a motorban. Az erő fejlesztése érdekében a motornak nyomatékkal kell rendelkeznie. Lássuk, mit jelentenek ezek a fizikai mennyiségek egy autó motorjában.

Mielőtt mechanikus daruk léteztek volna, lovakat használtak ásványok felszínre hozatalára az aknákban. A ló képes volt körülbelül 150 kg súlyú 100 méteres súlyemelésre egy perc alatt. Egy 10 CV-t (lóerőt) kifejlesztő gép 10-szer több munkát végezne, vagyis: ugyanabban a tömegben ugyanabban az időben, de 1000 méterrel megemelné, vagy csökkentené az azonos súly 10-es azonos magasságú emeléséhez szükséges időt vagy 10-gyel megszorozná a súlyt, a magasságot és az időt állandóan tartva.

A fizikában A hatalmat olyan mennyiségként definiálják, amely az egységnyi idő alatt elvégzett munka mennyiségét méri és a test mozgásában változást okozó erő munkának tekinthető. Amikor olyan dobozt tolunk, amely nem mozog, erőt alkalmazunk. Ha képesek vagyunk meghúzni azt a dobozt, vagy ha elmozdítjuk a földről, hogy asztalra tegyük, akkor ez az erő működik. Minél több dobozt tudunk az asztalra tenni a legrövidebb idő alatt, annál több erőnk van.

Amikor a nyomatékról beszélünk, akkor nyomatékot vagy nyomatékot kell mondanunk, de hajlamosak vagyunk azt rövidíteni azzal, hogy egyszerűen csak nyomatékot mondunk. A nyomaték egy olyan nagyság, amelyet az általunk alkalmazott erő megszorzásával kapunk az erő alkalmazási pontja és a forgási pont közötti távolsággal, azt mondják: "erő a kar segítségével". Jobban megértjük egy példával, és meglátjuk azt is, hogy a távolság hogyan befolyásolja a nyomaték növelését vagy csökkentését. Ezen az elven alapulnak a mechanikai mérlegek a mérlegeléshez.

A római skála Van egy tálcánk, amelyre lerakjuk azt, amit meg akarunk mérni, és egy osztott rúd, amelyre egy ismert és állandó súlyt csúsztatunk, amelyet ellensúlynak nevezünk. Ahhoz, hogy tudjuk, mi van a tálcán, mit csinálunk, csúsztassuk az ellensúlyt a rúdon, amíg a mérleg kiegyensúlyozódik. Ez az ellensúly a karral szorozva egy pár, és értéke megegyezik a tálcán lévő súlyunkkal.

Az ellensúly, amelyet csúsztatunk, állandó, de minél többet (nagyobb nyomatékot) használ fel, annál tovább mozdítja el, hogy képes legyen kiegyensúlyozni a mérleget egy tálca előtt, amelynek nagyobb a súlya, mint amit a rúdnál mozgatunk. Is a kar törvénye. Minél hosszabb a kar, amellyel valamit mozgatni akarunk, annál nagyobb súlyt tudunk mozgatni. Megvan az erőnk, ha nagyobb súlyt tudunk mozgatni a kar emelésével, az azért van, mert amit növelünk, az a nyomatékunk.

Amint láthatjuk, a hatalmat úgy definiálják, mint azt az erőt, amely képes munkát létrehozni az időegységben és A nyomaték a kar karjával megszorzott erő, úgy hogy teljesítmény és nyomaték az erőkhöz kapcsolódó mennyiségek. Lássuk, mit jelentenek ezek a nagyságrendek, amikor a motor jellemzőiről beszélünk.

A motor teljesítménye és nyomatéka

Ha egy motornak nem lenne forgatónyomatéka, akkor nem lenne energiája. Mindkét nagyságrend együtt jár. Tudatalattiinkban jobban megértjük a hatalom gondolatát, de a valóságban tévedünk. Amikor beül egy autóba, és amikor gyorsul, észreveszi, hogyan nyomja magát az üléshez, azt mondja: "milyen erő", de valójában az, amit az ülés ellen összetör, az a motor nyomatéka. A teljesítmény a nyomaték és a fordulatszám szorzatának eredménye.

Nézze meg a fenti grafikát. A piros vonal a teljesítményt, a kék vonal a nyomatékot jelenti. A vízszintes tengely a motor fordulatszámát mutatja, a függőleges tengely pedig a teljesítmény és nyomaték értékek. 1200 és 1600 fordulat/perc között nő a nyomaték grafikonja. 1600 és 2400 fordulat/perc között a forgatónyomaték gyakorlatilag állandó és onnantól kezdve csökken 3600 fordulat/perc értékre, ekkor a nyomaték erősebben csökken. Lássuk, hogyan befolyásolja ez a nyomatékdiagram a teljesítményt:

A nyomaték növekedésével a teljesítmény élesebben növekszik. A grafikonon az erő meredeksége az 1200 és 1600 fordulat/perc között. Amikor a nyomaték állandó jól látható, hogy a teljesítmény a fordulatszámmal lineárisan növekszik, állandó lejtéssel.

2400 fordulat/perc fordulatszámon a nyomaték csökken, de a teljesítmény a fordulatszámmal együtt növekszik, bár meredeksége csökken. Ebben a sávban a motor képes tovább növelni a teljesítményt, bár kisebb a nyomatéka, mert a fordulatszám nő, és a nyomaték nem esik le nagyon élesen.

Csak akkor, ha a nyomaték meredeken csökken (ebben a példában 3600 fordulat/perc sebességgel kezdődik), akkor csökken a teljesítmény, mert a nyomaték vesztesége nagyobb, mint a motor fordulatszámának növekedése.

A motor nyomatéka az a nagyságrend, amely főleg meghatározza az autó gyorsulásait és visszanyerését, míg az erő inkább meghatározza a maximális sebességet hogy képes elérni. Képzeljünk el egy olyan elméleti motort, amelyben a forgatónyomaték nagyon alacsony, és nagyon lassan növekszik, amíg el nem éri a 10 000 fordulat/perc értéket (a sebességváltó különféle sebességfokozatainak arányainak figyelembevétele nélkül). Ennek az autónak nagyon gyenge a gyorsulása, de képes lenne elérni a maximális maximális sebességet, mert apránként erőre kap, és fokozatosan képes lesz legyőzni az ellenállást a továbbjutáshoz.

Másrészt van egy hatalmas nyomatékú motorunk, de ez szinte teljesen elveszíti 2000 fordulatról. Ennek az autónak brutális gyorsulása lenne álló helyzetből, és nagyon jól helyreállna nagy sebességfokozatokkal, de gyenge végsebessége lenne.