Co jest lepsze? Oto jak stłumisz tę debatę w barze.
Yogi Berra, nigdy nie znający szczegółów silnika, doszedłby do wniosku, że moment obrotowy i moc to to samo, tylko inaczej. Właściwie to uproszczenie jest częściowo poprawne.
moment obrotowy i moc są tym, co silniki wytwarzają po przekręceniu klawisza i naciśnięciu pedału przyspieszenia., Powietrze i paliwo zapalane w komorach spalania powodują skręcenie wału korbowego, przekładni i osi napędowych. To jest cud konwersji energii: energia potencjalna zawarta w galonie przetworzonego dinozaura skutecznie zmieniła się w energię kinetyczną potrzebną do jazdy.
poszukując głębiej, rozważ te podręcznikowe definicje:
energia to zdolność do wykonywania pracy. W tym przypadku silniki wykonują trud (pracę) wcześniej wykonywany przez konie.,
praca jest wynikiem działania siły na pewną odległość. Amerykańską jednostką miary pracy (a także energii) jest foot-funty. W systemie międzynarodowym (SI) praca mierzona jest w dżulach, a w rzadkich przypadkach w niutonometrach.
Moment Obrotowy to siła obrotowa wytwarzana przez wał korbowy silnika. Im większy moment obrotowy wytwarza silnik, tym większa jest jego zdolność do wykonywania pracy. Pomiar jest taki sam jak w pracy, ale nieco inny. Ponieważ moment obrotowy jest wektorem (działającym w określonym kierunku), jest kwantyfikowany przez jednostki Funt-stopy i newton-metry.,
oczywiście zawsze jest wyjątek. W tym przypadku rozróżnia się statyczny moment obrotowy, taki jaki stosuje się za pomocą klucza do dokręcania śrub z łbem. Aby uniknąć nieporozumień, jednostki dla momentu statycznego są tradycyjnie funty stóp. Przeciwnie, SI trzyma się niutonometrów zarówno dla statycznych, jak i dynamicznych pomiarów momentu obrotowego.
moc jest jak szybko praca jest wykonywana. Osiemnastowieczny szkocki wynalazca James Watt dał nam tę poręczną równoważność: jeden koń to moc potrzebna do podniesienia 33,000 funtów dokładnie jednej stopy w ciągu jednej minuty., Dla uhonorowania tego wkładu, jednostką miary mocy w układzie SI jest kilowat.
Wracając do twierdzenia Berry, moment obrotowy to zdolność do pracy, natomiast moc to szybkość wykonania jakiegoś trudnego zadania. Innymi słowy, moc to szybkość wykonania pracy (lub przyłożenia momentu obrotowego) w określonym czasie. Matematycznie moc równa się momentowi obrotowemu pomnożonemu przez prędkość obrotową. H = t X rpm / 5252, gdzie H to moc, T to Funt stopy, rpm to szybkość wirowania silnika, a 5252 to stała, która sprawia, że jednostki jibe., Tak więc, aby uzyskać większą moc, silnik musi generować większy moment obrotowy, pracować przy wyższych obrotach lub obu.
chociaż definicje miniatur są świetne dla podręczników, zastosowanie ich do prawdziwych silników to inna sprawa. Jednym z problemów jest to, że każdy silnik samochodu ma zakres pracy na biegu jałowym do redline. Na przykład 6,2-litrowy Dodge Challenger Hellcat V-8 wytwarza 707 koni mechanicznych przy 6000 obr. / min. Zapewnia znacznie mniejszą moc na biegu jałowym (wystarczy tylko do wirowania osprzętu napędzanego silnikiem) i nieco mniej niż 700 koni mechanicznych przy 6200 obr. / min redline., I zapewnia swój maksymalny moment obrotowy 650 funtów stóp tylko przy 4000 obr. / min.
Kolejną kwestią jest dokładne określenie mocy i momentu obrotowego obrotowego wału korbowego. Narzędziem do tego zadania jest dynamometr silnika. Podczas gdy słowo to oznacza „urządzenie do pomiaru mocy”, w praktyce moment obrotowy i obroty silnika są mierzone, a jego moc jest obliczana przy użyciu wzoru cytowanego powyżej.,
hamownie wiroprądowe wykorzystują pole magnetyczne do przenoszenia momentu obrotowego z obracającego się wału korbowego na łożysko ramienia dźwigni względem miernika siły statycznej (znanego jako ogniwo obciążnikowe) w precyzyjnej odległości od środka korby. Innym typem dynamometru w powszechnym użyciu jest hamulec wodny; wykorzystuje jeden wirujący i jeden statyczny zestaw łopatek pompy do przenoszenia momentu obrotowego wału korbowego przez ramię dźwigni do ogniwa obciążnikowego.
idealny silnik wytwarza duży moment obrotowy przy niskich obrotach i podtrzymuje tę moc do redline., Ilość wytwarzanego momentu obrotowego jest wprost proporcjonalna do powietrza przepływającego przez silnik. Duże silniki pompują więcej powietrza, a tym samym wytwarzają większy moment obrotowy. Dopalacze—doładowania, turbosprężarki-dostarczają dodatkowe powietrze, aby małe silniki działały Duże. Oczywiście do komór spalania muszą być dostarczane odpowiednie ilości paliwa, ale jest to łatwa część, szczególnie w przypadku elektronicznie sterowanego wtrysku.,
aby ułatwić wstrzykiwanie odpowiedniej ilości paliwa, konstruktorzy silników stają przed kilkoma trudnymi zadaniami. Jednym z nich jest to, że wszystkie elementy są wystarczająco wytrzymałe, aby poradzić sobie z obciążeniami, na które są narażone przez ciśnienie spalania, a w przypadku części ruchomych, ich własną bezwładność. Zapotrzebowanie na chłodzenie i smarowanie jest w przybliżeniu proporcjonalne do wytwarzanej mocy. A pompowanie powietrza do, Przez i z dowolnego silnika przy bardzo wysokich obrotach to miejsce, w którym Inżynieria staje się sztuką., Współczynnik efektywności paliwowej i czystości spalin do równania rozwoju i jasne jest, dlaczego czarodzieje silnika rzadko spędzają czas przy chłodnicy wody.
w tym momencie dyskusji powinno być jasne, że moment obrotowy i moc są jak rodzeństwo; są blisko spokrewnione, ale nie mają ze sobą wiele wspólnego. Ale co z większym problemem moralnym, z którym zmagają się ludzie w ogóle, a w szczególności entuzjaści samochodów: co jest lepsze?
odpowiemy na to w kategoriach W baseballu, jeśli moment obrotowy jest analogiczny do łapacza, to moc jest miotaczem., Oba są niezbędne do gry w piłkę, ale obowiązki miotacza—określanie prędkości i ścieżki każdej rzuconej piłki—rządzą grą. Moment obrotowy jest niezbędny do pracy każdego silnika, ale moc jest tym, co odróżnia świetny silnik od dobrego.
