Мощность двигателя: что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле — журнал За рулем

что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле — журнал За рулем

Mожет ли крутящий момент существовать при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность? Как распределена мощность между ведущими колесами, когда заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге? На эти и другие каверзные вопросы по физике процесса предлагают ответить Михаил Колодочкин и Эдуард Коноп. Проверим себя?

Все о дифференциалах: крутящий момент истины

Мощность – это работа, совершаемая за единицу времени. Можно сказать, что мощность – это скорость выполнения работы. Например, трактор за секунду накосит больше сена, чем газонокосилка. Основная единица измерения мощности – ватт (Вт). Численно она характеризует собой работу в один джоуль (Дж), совершенную за одну секунду. Распространенная внесистемная единица – лошадиная сила, равная 0,736 кВт. Для примера: мощность двигателя 170 кВт соответствует 231,2 л. с.

А что такое крутящий момент? Со школы помним про силу, помноженную на плечо, – измеряется в ньютон-метрах (Н·м). Смысл очень простой: если момент, приложенный к колесу радиусом 0,5 м, составляет, скажем, 2000 Н·м, то толкать наш автомобиль будет сила в 4000 Н (с округлением – 400 кгс). Чем больше момент, тем энергичнее мотор тащит машину.

Связь между этими двумя основными параметрами неразрывная: мощность – это крутящий момент, умноженный на угловую скорость (грубо говоря, обороты) вала. А может ли существовать крутящий момент при нулевой мощности? Способна ли коробка передач увеличить мощность?

Оцените уровень своих знаний – ответьте на вопросы. Это не так просто, как кажется на первый взгляд. Исходные условия: разного рода потери, например на трение, не учитываем, а нагрузки на колёса и условия сцепления шин с покрытием считаем одинаковыми, если не оговорено иное.

1. Автомобиль в глубокой колее сел на брюхо: ведущие колеса вертятся, не касаясь земли.

Водитель упрямо газует. Какую полезную мощность может при этом выдать двигатель?

А – паспортную;

Б – в зависимости от оборотов;

В – нулевую;

Г – в зависимости от включенной передачи.

Правильный ответ: В. Автомобиль не движется, мотор не совершает полезной работы. Значит, и полезная мощность равна нулю.

2. Заднеприводный автомобиль с блокированным дифференциалом движется по плохой дороге. Как распределена мощность между ведущими колесами?

А – поровну;

Б – обратно пропорционально частоте вращения каждого из колес;

В – в зависимости от сил сцепления с покрытием;

Г – прямо пропорционально частоте вращения каждого из колес.

Правильный ответ: В. При блокированном дифференциале ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью, но моменты на них не выравниваются – они зависят только от сцепления с дорогой. Следовательно, реализуемые колесами мощности тоже определяются силами сцепления с покрытием.

3. На что влияет мощность мотора?

А – на динамику разгона;

Б – на максимальную скорость;

В – на эластичность;

Г – на все перечисленные параметры.

Правильный ответ: Г. Часто полагают, что машину тащит исключительно крутящий момент. Но поставщиком крутящего момента является мотор. Если тот перестанет снабжать колеса энергией, то все динамические параметры будут равны нулю. Например, резко тронуться на повышенной передаче не удастся: при низких оборотах просто не хватит мощности. А она-то и определяет запас энергии, которую способен выдать двигатель. И влияет на все перечисленные параметры.

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем в Дзен

Как рассчитать потребляемую мощность двигателя

В этой статье мы разберем, что такое мощность трехфазного асинхронного двигателя и как ее рассчитать.

Понятие мощности электродвигателя

Мощность – пожалуй, самый важный параметр при выборе электродвигателя. Традиционно она указывается в киловаттах (кВт), у импортных моделей – в киловаттах и лошадиных силах (л.с., HP, Horse Power). Для справки: 1 л.с. приблизительно равна 0,75 кВт.

На шильдике двигателя указана номинальная полезная (отдаваемая механическая) мощность. Это та мощность, которую двигатель может отдавать механической нагрузке с заявленными параметрами без перегрева. В формулах номинальная механическая мощность обозначается через Р₂.

Электрическая (потребляемая) мощность двигателя Р₁ всегда больше отдаваемой Р₂, поскольку в любом устройстве преобразования энергии существуют потери. Основные потери в электродвигателе – механические, обусловленные трением. Как известно из курса физики, потери в любом устройстве определяются через КПД (ƞ), который всегда менее 100%. В данном случае справедлива формула:

Р₂ = Р₁ · ƞ

КПД в двигателях зависит от номинальной мощности – у маломощных моделей он может быть менее 0,75, у мощных превышает 0,95. Приведенная формула справедлива для активной потребляемой мощности. Но, поскольку электродвигатель является активно-реактивной нагрузкой, для расчета полной потребляемой мощности S (с учетом реактивной составляющей) нужно учитывать реактивные потери. Реактивная составляющая выражается через коэффициент мощности (cosϕ). С её учетом формула номинальной мощности двигателя выглядит так:

Р₂ = Р₁ · ƞ = S · ƞ · cosϕ

Мощность и нагрев двигателя

Номинальная мощность обычно указывается для температуры окружающей среды 40°С и ограничена предельной температурой нагрева. Поскольку самым слабым местом в двигателе с точки зрения перегрева является изоляция, мощность ограничивается классом изоляции обмотки статора. Например, для наиболее распространенного класса изоляции F допустимый нагрев составляет 155°С при температуре окружающей среды 40°С.

В документации на электродвигатели приводятся данные, из которых видно, что номинальная мощность двигателя падает при повышении температуры окружающей среды. С другой стороны, при должном охлаждении двигатели могут длительное время работать на мощности выше номинала.

Мы рассмотрели потребляемую и отдаваемую мощности, но следует сказать, что реальная рабочая потребляемая мощность P (мощность на валу двигателя в данный момент) всегда должна быть меньше номинальной:

Р 2 1

Это необходимо для предотвращения перегрева двигателя и наличия запаса по перегрузке. Кратковременные перегрузки допустимы, но они ограничены прежде всего нагревом двигателя. Защиту двигателя по перегрузке также желательно устанавливать не по номинальному току (который прямо пропорционален мощности), а исходя из реального рабочего тока.

Современные производители в основном выпускают двигатели из ряда номиналов: 1,5, 2,2, 5,5, 7,5, 11, 15, 18,5, 22 кВт и т.д.

Расчет мощности двигателя на основе измерений

На практике мощность двигателя можно рассчитать, прежде всего, исходя из рабочего тока. Ток измеряется токовыми клещами в максимальном рабочем режиме, когда рабочая мощность приближается к номинальной. При этом температура корпуса двигателя может превышать 100 °С, в зависимости от класса нагревостойкости изоляции.

Измеренный ток подставляем в формулу для расчета реальной механической мощности на валу:

Р = 1,73 · U · I · cosϕ · ƞ, где

• U – напряжение питания (380 или 220 В, в зависимости от схемы подключения – «звезда» или «треугольник»),
• I – измеренный ток,
• cosϕ и ƞ – коэффициент мощности и КПД, значения которых можно принять равными 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.

Если нужно найти

номинальную мощность двигателя, то полученный результат округляем в бОльшую сторону до ближайшего значения из ряда номиналов.

Р₂ > Р

Если необходимо рассчитать потребляемую активную мощность, используем следующую формулу:

Р₁ = 1,73 · U · I · ƞ

Именно активную мощность измеряют счетчики электроэнергии. В промышленности для измерения реактивной (и полной мощности S) применяют дополнительное оборудование. При данном способе можно не использовать приведенную формулу, а поступить проще – если двигатель подключен в «звезду», измеренное значение тока умножаем на 2 и получаем приблизительную мощность в кВт.

Расчет мощности при помощи счетчика электроэнергии

Этот способ прост и не требует дополнительных инструментов и знаний. Достаточно подключить двигатель через счетчик (трехфазный узел учета) и узнать разницу показаний за строго определенное время. Например, при работе двигателя в течении часа разница показаний счетчика будет численно равна активной мощности двигателя (Р

1). Но чтобы получить номинальную мощность Р₂, нужно воспользоваться приведенной выше формулой.

Другие полезные материалы:
Степени защиты IP
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Типичные неисправности электродвигателей

Как исправить пониженную мощность двигателя

Исправление пониженной мощности двигателя является промежуточным звеном для большинства домашних мастеров.

Вот все, что вам нужно знать, чтобы исправить пониженную мощность двигателя в домашних условиях

• Уровень сложности «сделай сам» : от начального до продвинутого, в зависимости от проблемы
• Требуемое время : 1-5 часов, в зависимости от причины
• Инструменты и материалы :
  • Считыватель кодов FIXD
  • Мультиметр

Что вызывает индикатор пониженной мощности двигателя?

Никогда не бывает приятно, когда на приборной панели вашего автомобиля загорается новая лампочка. У многих людей никогда не было возможности увидеть индикатор «Пониженная мощность двигателя». Если вы один из тех, кому не повезло увидеть это, не волнуйтесь — все, что вам нужно сделать, это определить и решить проблему.

Скорее всего, ваш автомобиль не сможет работать с обычной мощностью, пока горит этот индикатор. Это преднамеренная функция компьютера вашего автомобиля, которая помогает защитить двигатель до тех пор, пока не будет решена проблема, вызывающая включение света. К этим проблемам относятся:

• Проблема управления приводом дроссельной заслонки, вызванная электронной муфтой вентилятора или отказом топливной системы
• Проблемы с коробкой передач
• Проблемы с разъемом, таким как кабель или зажим
• Неисправность кислородного датчика
• Неисправность датчика массового расхода воздуха
• Пропуски зажигания двигателя
• Низкий уровень моторного масла

Это не исчерпывающий список, но он дает вам представление о типе проблем, которые могут привести к срабатыванию предупреждения вашего автомобиля о снижении мощности двигателя. Это похоже на индикатор «проверьте двигатель» — индикатор «пониженная мощность двигателя» является зонтичным предупреждением, которое может быть вызвано одной из множества проблем.

Безопасно ли ездить с пониженной мощностью двигателя?

Пониженная мощность двигателя является частью «автоматического режима» автомобиля, предназначенного для защиты двигателя от серьезных повреждений. Чем дольше вы едете с включенным предупреждением о пониженной мощности двигателя, тем выше вероятность того, что такое внутреннее повреждение двигателя может произойти. Снижение мощности двигателя — это лишь временное решение, предназначенное для того, чтобы доставить вас домой, в ремонтную мастерскую или в безопасное место, где можно остановиться и вызвать эвакуатор.

Когда исправлять снижение мощности двигателя

Вы должны немедленно решить проблему, которая вызывает снижение мощности двигателя вашего автомобиля. Вам следует либо записаться на прием к квалифицированному механику, либо сесть под капот вашего автомобиля вскоре после того, как появится предупреждение или вы заметите симптомы снижения мощности двигателя.

Какие общие симптомы указывают на необходимость устранения пониженной мощности двигателя?

Симптомы снижения мощности автомобиля, на которые следует обратить внимание, включают:

• Сообщение «Пониженная мощность двигателя» или «Мощность двигателя снижена» на комбинации приборов
• Способность к быстрому ускорению уменьшена
• Ограничение максимальной скорости ниже обычной точки
• Полная неподвижность

Имейте в виду

Выявление причины снижения мощности двигателя вашего автомобиля часто может быть самым сложным аспектом устранения проблемы. Неправильное понимание ситуации может привести к замене деталей, которые не нуждаются в замене, что отнимет драгоценное время и съест ваш кошелек. Если вы отвезете свой автомобиль в мастерскую, они проверят компьютер вашего автомобиля, чтобы лучше понять, в чем проблема. Вы можете сделать это самостоятельно с помощью домашнего считывателя кодов, такого как датчик FIXD.

Проверка руководства по эксплуатации вашего автомобиля — это первый шаг, который вы должны сделать, когда увидите это предупреждение на приборной панели и, конечно же, перед тем, как начать работу с вашим автомобилем.

Как исправить снижение мощности двигателя

Шаг 1. Используйте датчик FIXD и приложение

Индикатор проверки двигателя почти всегда будет сопровождать любые сигнальные лампы снижения мощности двигателя, поэтому первым шагом должно быть использование датчика FIXD и приложения для помогите диагностировать что происходит с вашим автомобилем. Это сэкономит вам немало времени и поможет вам лучше решить, можно ли решить эту проблему дома, или эту проблему следует поручить профессиональному механику.

Используя самодельный считыватель кодов, вы также можете выяснить, является ли эта проблема требующей немедленного решения или вы можете продолжать ездить на своем автомобиле до тех пор, пока у вас не будет времени отвезти его в мастерскую. Если вы используете считыватель кодов, вы можете прочитать руководство пользователя, руководство по ремонту автомобиля или достойную статью с практическими рекомендациями в Интернете, чтобы узнать, что вам нужно сделать, чтобы решить вашу конкретную проблему. Если вы не используете считыватель кодов, продолжайте выполнять эти шаги, чтобы методом проб и ошибок избавиться от предупреждения о сниженной мощности двигателя.

Шаг 2. Проверка соединений

Начните проверку соединений под капотом. Вы смотрите на жгуты проводов, заземление двигателя, разъемы, цепи и так далее. Проверьте на наличие ослабленных соединений, коррозии или других повреждений. Вы можете использовать мультиметр для проверки заземления двигателя, чтобы определить, какие соединения могут быть неисправны. Убедитесь, что крышка топливного бака также надежно закреплена.

Шаг 3. Проверка моторного масла

Убедитесь, что в вашем двигателе достаточно масла. Вы можете использовать щуп для проверки уровня масла. Если вы обнаружите, что оно низкое, долейте немного нового масла или полностью замените масло в автомобиле.

Шаг 4. Проверка свечей зажигания

Осмотрите наконечники и электроды свечей зажигания на наличие повреждений. Вы можете сравнить их с новой свечой зажигания для справки. Если вы обнаружите, что какие-либо из них повреждены, замените их и посмотрите, решило ли это проблему снижения мощности вашего двигателя.

Шаг 4. Замените неисправные детали

Если ни одно из вышеперечисленных исправлений не помогло, возможно, вам потребуется заменить неисправную деталь. Определение того, что с помощью считывателя кодов на первом этапе может помочь вам избежать замены деталей, которые вам не нужно заменять. Неисправные детали, которые, возможно, необходимо заменить, включают датчики кислорода, датчик массового расхода воздуха, распределитель, систему управления приводом дроссельной заслонки и многое другое.

Все еще нужна помощь?

Нужен опытный механик по быстрому набору, который проведет вас по ремонту своими руками и ответит на любые вопросы? Попробуйте FIXD сегодня всего за 19,99 долларов США и получите бесплатный доступ к нашей горячей линии для механиков в течение 14 дней.

Отказ от ответственности: рекомендации в этой статье носят общий характер и не заменяют инструкции для вашего конкретного автомобиля. Прежде чем приступать к ремонту, обратитесь к руководству пользователя или руководству по ремонту.

Исследовательская группа FIXD

Миссия FIXD — сделать владение автомобилем максимально простым, легким и доступным. Наша исследовательская группа использует последние автомобильные данные и идеи для создания инструментов и ресурсов, которые помогают водителям сохранять душевное спокойствие и экономить деньги в течение всего срока службы своего автомобиля.

Мы здесь, чтобы помочь вам упростить уход за автомобилем и сэкономить, поэтому этот пост может содержать партнерские ссылки, которые помогут вам сделать это. Если вы нажмете на ссылку и совершите действие, мы можем получить комиссию. Тем не менее, анализ и высказанные мнения являются нашими собственными.

Мощность двигателя | Альфа Лаваль

Мощность двигателя | Альфа Лаваль

• Услуги

Независимо от того, является ли моторная электростанция небольшим резервным объектом или электростанцией, вырабатывающей сотни мегаватт, каждый хочет получить от нее максимальную отдачу. Это зависит от дизельного двигателя или двигателей в его основе, а также от окружающего оборудования. Альфа Лаваль является ведущим поставщиком вспомогательного оборудования с большим опытом обслуживания предприятий по производству двигателей, что означает, что мы понимаем весь спектр потребностей. Основываясь на уникальной настройке и условиях завода, мы можем помочь в оптимизации производства энергии.

Альфа Лаваль на силовых установках

Оборудование Альфа Лаваль используется почти во всех аспектах работы силовых установок, обеспечивая высокую производительность при низкой стоимости владения. Идеально подходит для новых заводов, он также может быть установлен на существующих заводах в качестве замены или модернизации для значительного повышения эффективности. Использование наших решений и знаний может повысить надежность, устойчивость и многое другое, в том числе итоговую производительность.

Очистка топлива и смазочного масла

Центробежная сепарация является наиболее надежным и экономичным способом очистки топлива и смазочного масла. Высокоскоростные сепараторы Альфа Лаваль основаны на более чем 100-летнем опыте сепарации и сочетают в себе высокую эффективность сепарации и защиту двигателя с реальной простотой использования.

Узнать больше – жидкое топливо
Узнать больше – смазочное масло

Биотопливо

Биотопливо можно использовать в дизельных двигателях без серьезных модификаций двигателя, но оно отличается от обычных масел и требует осторожного обращения.

Глубокие знания Альфа Лаваль и готовые к работе на биотопливе сепараторы помогут вам успешно осуществить переход.

Узнать больше

Обзор продукта

Решения Альфа Лаваль могут обеспечить надежность и эффективность применения на всей вашей электростанции. Загрузите наш обзор продукции, чтобы изучить оборудование, которое мы предлагаем, и то, как оно может принести пользу вашей работе.

Скачать

Подача топлива

Масло Альфа Лаваль FCM 1.5 обеспечивает гибкую и перспективную подготовку топлива. Способный работать с четырьмя типами нефтяного топлива, он безопасно и эффективно управляет процессом переключения. В любое время и на любом топливе он обеспечивает оптимальную чистоту, давление, расход и вязкость на входе в двигатель.

Узнать больше

Перекачка топлива и смазочного масла

Трехвинтовые насосы Альфа Лаваль ALP разработаны специально для судостроения и отличаются минимальными эксплуатационными расходами и высочайшей надежностью. Это делает насосы ALP очевидным выбором для перекачки топлива и смазочных масел.

Узнать больше

Контроль вязкости масла

Alfa Laval Viscochief 3 — автономная модульная система для автоматизированного контроля вязкости топлива. Установленный в новую систему подачи топлива или добавленный в качестве модернизации, он предоставляет уникальную возможность контролировать несколько параметров топлива с помощью одной системы.

Узнать больше

Фильтрация топлива и смазочного масла

Самоочищающиеся фильтры Альфа Лаваль Moatti обеспечивают высокоэффективную фильтрацию топлива и смазочного масла практически без падения давления. Помимо защиты двигателей от загрязнений и мусора, они имеют конструкцию без картриджей, что сводит к минимуму отходы.

Узнать больше

Производство пресной воды

Компактные и эффективные генераторы пресной воды Альфа Лаваль преобразуют морскую воду в высококачественную пресную воду. Их эффективная технология опреснения снижает потребление энергии и связанные с этим выбросы, а интеллектуальные функции, такие как неклейкие прокладки, облегчают техническое обслуживание.

Узнать больше

Нагрев и охлаждение

Разборные пластинчатые теплообменники Альфа Лаваль созданы на основе более чем 100-летнего опыта инноваций в области технологий нагрева и охлаждения. Компактные, энергоэффективные и устойчивые к обрастанию, они предлагают владельцам электростанций самые высокие тепловые характеристики, требуя при этом минимального пространства и минимального обслуживания.

Подробнее

Вспомогательное охлаждение

Решения Альфа Лаваль для вспомогательного охлаждения адаптируются к условиям эксплуатации и требованиям предприятия. Наши воздухоохладители с мокрой поверхностью (WSAC) используют замкнутый контур охлаждения и конденсацию, а наши гибридные воздухоохладители (HYAC) сочетают традиционное воздушное охлаждение с замкнутым испарительным охлаждением.

Узнать больше – WSAC
Узнать больше – HYAC

Обработка нефтесодержащих отходов

Наши решения по переработке нефтесодержащих отходов не только максимально защищают окружающую среду, но и минимизируют потери масла. Альфа Лаваль PureBilge без фильтров очищает воду от нефтепродуктов до содержания менее 15 частей на миллион, а Alfa Laval PureDry уменьшает объемы шлама и может восстанавливать пригодное для использования топливо.

Узнать больше

Рекуперация отработанного тепла

Решения Альфа Лаваль по рекуперации отработанного тепла в Ольборге, оптимизированные для конкретных условий каждой электростанции, повышают эффективность использования топлива и эффективность предприятия в целом. Извлекая максимально возможное количество энергии из выхлопных газов, они увеличивают прибыль и сокращают выбросы CO ₂ .

Узнать больше

Вспомогательная утилизация отработанного тепла

Утилизация отработанного тепла может охватывать не только главные двигатели. Alfa Laval Aalborg Micro — это компактное и легкое решение для использования после небольших двигателей и газовых турбин. Подходит для различных сред, поддерживает производство электроэнергии, технологические процессы, централизованное теплоснабжение и многое другое.

Узнать больше

Очистка отработавших газов

Универсальный скруббер Alfa Laval MultiScrubber позволяет легко соблюдать нормы выбросов SOx или PM или удалять видимый шлейф отработавших газов. Эта система очистки дымовых газов с замкнутым контуром проста в установке, эксплуатации и обслуживании, а ее проверенная технология мокрого скруббера обеспечивает надежные результаты.

Узнать больше — DeSOx

Узнать больше — PM

Узнать больше — Deplume

Очистка картерных газов

Удаляя 99,9% масляного тумана из картера двигателя, Альфа Лаваль PureVent создает более чистую окружающую среду и защищает здоровье персонала предприятия. Производительность этого уникального центробежного сепаратора не имеет себе равных по сравнению с традиционными циклонами, воздушными ловушками или фильтрами.

Узнать больше

Я хочу знать больше

Имя *

Компания *

Страна* — Выберите один из вариантов —АргентинаАвстралияАвстрияБельгияБразилияКанадаЧилиКитайКолумбияЧехияДанияФинляндияФранцияГерманияГрецияВенгрияГонконгИндияИндонезияИталияЮжная КореяЛатвияЛитваМалайзияМексика Ближний ВостокНидерландыНовая ЗеландияНорвегияПеруПольшаРумынияРоссияСербияСингапурСловакияСловенияЮжная АфрикаЮго-Восточная АзияИспанияТуркШвецияШвейцария ШтатыОстальной мир

Электронная почта *

Телефон

У вас есть комментарии или вопросы?

Я даю согласие на хранение и обработку представленной мной информации в соответствии с политикой конфиденциальности Альфа Лаваль, чтобы Альфа Лаваль могла ответить на мой запрос.

Ваша информация хранится и обрабатывается в соответствии с нашей политикой конфиденциальности и защиты данных.