Мощность двигателя автомобиля

Опубликовано 17 Авг 2014Рубрика: 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/м3

для бензина марки АИ-92 ρ=735 кг/м3

для бензина марки АИ-95 ρ=750 кг/м3

для бензина марки АИ-98 ρ=765 кг/м3

для дизельного топлива ρ=770…840 кг/м3

для сжиженного газа ρ=600 кг/м3

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!

Ссылка на скачивание файла: moshchnost-dvigatelya-avtomobilya (xls 31.5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Как определить мощность двигателя автомобиля

Главная » Разное » Как определить мощность двигателя автомобиля

Вам понадобится

ваттметр, амперметр, вольтметр, отвертка, нож, провода.

Инструкция

Проще всего определить мощность по технической документации, прилагаемой к электроприбору. Мощность устройства указывается, как правило, на первых страницах таких документов.Откройте руководство (инструкцию) и найдите там такие слова и выражения, как мощность, потребляемая мощность, средняя мощность, максимальная мощность и т.п. Стоящее после них число (диапазон, обозначенный двумя числами через черточку) и будет мощностью электроприбора. После числа должно стоять обозначение единицы измерения мощности: Ватт (Вт), Киловатт (кВт), Милливатт (мВт) или ее международное обозначение – Watt, W, kW, mW, если инструкция не на русском языке.

Если инструкция и иная документация к электроприбору отсутствует, определить мощность можно по надписям на приборе. Также как и в вышеописанном случае, ориентируйтесь на слова, обозначающие мощность, и на обозначения единиц измерения мощности.

Если устройство сравнительно современное, то информация о нем наверняка имеется в интернете. Наберите в поисковике наименование и марку Вашего электроприбора. Большинство производителей бытовой и электронной техники предоставляют на официальных сайтах всю необходимую информацию. Если нужной информации найти не удается (так нередко случается со старыми или самодельными электроприборами), измерьте мощность с помощью приборов. Для этого обесточьте электрическую цепь, выключив входной автомат или выключатель. Подготовьте разрыв в цепи, отсоединив один из проводов питания от входного устройства. На это место присоедините отрезок провода, зачистив концы на нужную длину. Подготовьте два куска провода достаточной длины. Длина проводов подбирается исходя из размещения электрооборудования и измерительных электроприборов.

Подключите к электрической цепи ваттметр. Цепь тока подключите в подготовленный разрыв. Цепь напряжения подключите с помощью проводов к входному устройству. Подайте напряжение, включив автомат или выключатель. По индикатору или шкале ваттметра определите величину потребляемой мощности.

Если ваттметра поблизости не оказалось, то можно обойтись мультиметром или парой приборов – амперметром и вольтметром. Для этого подключите амперметр или мультиметр в подготовленный заранее разрыв электрической цепи. Если это мультиметр, то переведите его в режим измерения тока. Включите автомат или выключатель, чтобы подать напряжение. Запишите или запомните показания тока на индикаторе (шкале). Отключите напряжение. Отсоедините амперметр (мультиметр) и восстановите цепь в прежнем виде.

Снова подайте напряжение. Возьмите вольтметр или переведите мультиметр в режим для измерения напряжения. Измерьте питающее напряжение, прикоснувшись щупами прибора к выходным контактам коммутационного устройства. Измеренное значение напряжения запомните или запишите. Затем вычислите потребляемую мощность, умножив значение тока на величину напряжения. Если напряжение измерялось в вольтах, а ток в амперах, то мощность получится в Ваттах (Вт).

Если питание электроприбора производится от бытовой розетки электропитания, то напряжение можно не измерять и принять равным 220 Вольт (В). Если для электропитания используются элементы питания с известным напряжением, то измерение напряжения также можно не производить.

Видео по теме

Обратите внимание

Все операции с электрооборудованием (кроме измерений) следует проводить при обесточенной электроцепи.

www.kakprosto.ru

5 способов произвести расчет мощности двигателя автомобиля. Калькулятор для определения мощности ДВС онлайн

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

обороты двигателя,
объем мотора,
крутящий момент,
эффективное давление в камере сгорания,
расход топлива,
производительность форсунок,
вес машины
время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь не те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

VH – рабочий объем двигателя (л),
PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).

Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

Vh — объём двигателя, см³
n — частота вращения, об/мин
pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах оставляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Gв [кг]/3=P[л.с.]

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Вопросы по работе калькулятора,

а также идеи оставляйте в комментариях

etlib.ru

Как посчитать мощность двигателя

Мощность двигателя определяет его скоростные качества — чем более мощный мотор, тем большую скорость может развить автомобиль. Способы вычисления мощностей двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя разнятся. Рассмотрим их.

Обычно показатели мощности двигателя внутреннего сгорания указываются в технических характеристиках. Однако со временем ресурс вырабатывается и мощность ослабевает. Для этого можно ее проверить с помощью специалистов и определенного оборудования.

Если же хотите поэкспериментировать и вычислить мощность мотора самостоятельно, для этого нужно узнать массу машины (из техпаспорта), определить массу топлива в баке и водителя. После этого стремительно разгоните авто до скорости 100 километров в час. Зафиксируйте время, которое вам понадобилось для разгона в секундах.

Чтобы определить мощность, нужно применить следующую формулу: P=27,78²*m/(2*t), то есть массу машины, топлива и водителя умножаем на 27,78 в квадрате, где последняя цифра — скорость 100 километров в час, переведенная в метры в секунду. Результат делим на время разгона в секундах, умноженное на 2. В итоге получаем мощность в ваттах. Если хотите перевести в киловатты, то по старой-доброй формуле умножьте полученное число на 1000. Чтобы получить значение в лошадиных силах, мощность в киловаттах нужно разделить на 0,735.

Если есть необходимость измерить мощность электродвигателя, нужно подключить мотор к источнику тока, напряжение которого вам достоверно известно. Силу тока в амперах каждой из обмоток следует измерить специальным тестером. Суммируйте полученные данные. Результат умножьте на напряжение источника тока. Полученное число и является мощностью электродвигателя.

Мощность мотора можно также вычислять по габаритам. Для этого определите в сантиметрах диаметр и длину сердечника статора. Измерьте синхронную частоту вращения вала и сети, в которую подключен мотор.

Далее вычислите постоянную полюсного деления. Диаметр умножаем на синхронную частоту и постоянное число 3,14. Результат делим на сумму частоты сети и 120. Используя полюсное деление и их количество, определите постоянную С для мотора. Для этого используйте таблицу. Мощность же рассчитываем по формуле P = C*D²*l*n*10^-6. Полученное число будет определять мощность в киловаттах.

Стоит заметить, что в реальной жизни мощность двигателя по большому счету зависит от оборотов. Поэтому для получения максимальной скорости имеет значение мощность мотора, а для ускорения — крутящий момент.

sovetclub.ru

Какая мощность двигателя?

Мощность двигателя выражает отношение работы механизма к временному интервалу ее совершения. Стандартной единицей измерения мощности двигателя является «лошадиная сила» (1 л.с. = 736 Ватт). Значение максимальной мощности зачастую достигается при 5600 оборотах, совершенных коленчатым валом за минуту. Узнать, какая мощность двигателя у вашего авто без проведения подсчетов просто, так как именно величина максимальной мощности указывается при описании параметров по мощности двигателя автомобиля. Учтите, что значение максимальной мощности и величина максимального крутящего момента достигаются как при разных оборотах двигателя, так и при разных скоростях.

Для расчета величины мощности автомобильных двигателей существуют не только разнообразные единицы измерения, а и различные способы измерения, которые показывают разные результаты. Стандартным считается способ измерения мощности в киловаттах, который принят в Европе. Если мощность указана в лошадиных силах, то в разных странах способы измерения будут отличаться (не смотря на то, что будут обчисляться одни и те же лошадиные силы). В Японии и США пользуются своими стандартами определения лошадиных сил двигателя, однако, они уже давно унифицированы с другими.

Как узнать мощность двигателя авто

Итак, в Америке и Японии используют два вида показателей: нетто и брутто.

Измерение нетто. Под измерением мощности двигателя нетто (от англ. netto, net) понимают стендовое испытание двигателя авто, который оснащен всеми вспомогательными и нужными при эксплуатации автотранспортного средства агрегатами: вентилятором, генератором, глушителем и пр.
Измерение брутто. Под измерением мощности двигателя брутто (от англ. brutto, gross) понимают стендовое испытание двигателя, который не оснащен всеми дополнительными и нужными при эксплуатации автотранспортного средства агрегатами: глушителем, насосом системы охлаждения, генератором и пр.

Показатель мощности брутто может давать значение большее данных мощности нетто на 10-20 % и более. Этим расхождением успешно пользовались североамериканские производители автомобилей, указывая завышенные показатели мощности двигателей, пока в 1972 году не был установлен новый федеральный стандарт.

Расчет мощности двигателя

Для показателей брутто и нетто, характерно одно значение «эффективной мощности»: Рэфф – это показатель измеряемой установленной мощности двигателя.

Мощность двигателя: Рприв = Рэфф × К, где Рприв — пересчитанная на определенное эталонное состояние (приведенная) мощность,

К – коэффициент поправки.

elhow.ru