Moc, moment obrotowy, prędkość obrotowa

Search for glossary terms (regular expression allowed)
Begin with Contains Exact termSounds like
Term Definition
Moc, moment obrotowy, prędkość obrotowa

Prędkość obrotowa silnika, moc, moment obrotowy to parametry, które definiują wydajność silnika.

Wszystkie te 3 parametry są ze sobą ściśle powiązane.

 

Prędkość obrotowa - określa częstotliwość obrotów wału korbowego, czyli liczbę obrotów w jednostce czasu.

W technice prędkość obrotową wyrażamy jako częstotliwość obrotów w obrotach na sekundę s-1, lub jako prędkość kątową ω wyrażaną w rad/s (radianach na sekundę).

W praktyce stosujemy używamy jednostki obr/min, czyli ilość obrotów wykonanych w ciągu minuty.

Bez problemu możemy przeliczyć prędkość obrotową, ponieważ istnieje prosta zależność:

prędkosc katowa silnika

jeśli prędkość obrotowa n jest wyrażona w obrotach na sekundę - s-1, oraz 

przeliczenie predkosci

jeśli n jest określona w obr/min.

Moment obrotowy - mówiąc ogólnie moment siły M, to jest siła F1 pomnożona przez ramię r na którym ta siła działa.

moment sily

W powyższym przypadku moment będzie wynosił 

wzor na moment sily

Moment wyrażamy w Nm - niutonometrach. 

W silniku spalinowym jednak tłok wykonuje ruchy posuwisto-zwrotne (porusza się po jednej linii, ale zmienia stronę w którą się porusza). Skąd więc bierze się moment obrotowy? Tłok jest powiązany korbowodem w wałem korbowym i właśnie dzięki temu układowi zachodzi zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego na obrotowy.

budowa silnika spalinowego

 

Spalanie paliwa powoduje wzrost ciśnienia w cylindrze i przesuwa tłok w niższe położenie. Tłok za pomocą korbowodu obraca wałem korbowy i wytwarza moment obrotowy. W naszym przypadku będzie to

moment obrotowy silnika

Czyli im większe ciśnienie gazów, tym większa będzie siła F i większy moment. Jeśli wnikliwiej przyjrzymy się rysunkowi to dojdziemy do wniosku, że wartość siły F będzie zmieniać się w zależności od kąta obrotu wału korbowego. 

Ten rysunek jest bardzo uproszczony, zaznaczyłem tylko siłę F aby wytłumaczyć jak powstaje moment obrotowy. Natomiast w silniku działa bardzo dużo sił, których część opiszę przy okazji wyrównoważenia silnika.

Aby zwiększyć moment obrotowy silnika należy zwiększyć ciśnienie gazów, powierzchnię tłoka, lub ramię wykorbienia r (zobacz silnik kwadratowy).

Wytworzony w ten sposób moment obrotowy "przechodzi" przez sprzęgło, skrzynię biegów, przekładnie główną i trafia na koła jezdne samochodu.

Moment obrotowy silnika jest parametrem podstawowym silnika, choć większość osób operuje mocą. Natomiast badając silnik na hamowni jesteśmy w stanie zmierzyć moment obrotowy i prędkość obrotową. Natomiast moc jest wielkością, którą wyliczymy na tej podstawie.

 

Moc silnika.

Posiadając moment obrotowy oraz obroty odpowiadające temu momentowi możemy wyliczyć moc silnika.

moc silnika

gdzie:

  • P - moc silnika [W],
  • M - moment obrotowy silnika [Nm],
  • ω - prędkość kątowa wału korbowego silnika [rad/s]

 

Obecnie moc silników samochodowych wyrażamy w [kW] (1000*wat).

 

Moc inaczej mówiąc moc to ilość pracy wykonanej w czasie.

Wobraźmy sobie, że musimy podnieść wiaderko w studni na wysokość 10m. Wiaderko waży 100N (około 10kg).

Kręcimy korbą z dowolną prędkością. Wykonamy pracę 1000 J (dżuli). Możemy to zrobić w ciągu minuty lub w ciągu tygodnia. Wykonana praca pozostanie taka sama. Ale jeśli uwzględnimy czas w jakim wykonamy tę operację to uzyskamy moc.

Kiedyś jednostką mocy był koń mechaniczny. Jednostka była powiązana z mocą zwykłego konia, który potrafił podnieść 73 kg na wysokość 1 m w ciągu 1 sekundy

 

Jeśli podzielimy moc przez objętość skokową silnika, to otrzymamy stopień wysilenia silnika.

 

comments powered by Disqus

 

Szybkie łącze - kliknij w obrazek i zobacz listę narzędzi AutoTURN.autoturn narzędzia