Что такое полезная мощность двигателя автомобиля

полезная мощность двигателя

3.4.1 полезная мощность двигателя (engine net power): Полезная мощность двигателя в соответствии с ИСО 9249.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «полезная мощность двигателя» в других словарях:

полезная мощность — 3.10 полезная мощность: Эффективная мощность в киловаттах, полученная на испытательном стенде на хвостовике коленчатого вала или измеренная методом по ГОСТ Р 41.85. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Мощность двигателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя Ne = GB/Nуд зависит от секундного расхода воздуха GB и удельной мощности Nуд (при GB = 1 кг/с), определяемой параметрами… … Энциклопедия техники

Полезная мощность — мощность, которую можно получить на валу двигателя; то же, что Эффективная мощность … Большая советская энциклопедия

мощность двигателя — мощность двигателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя Nе = Gв/Nуд зависит от секундного расхода воздуха Gв и удельной мощности Nуд (при Gв = 1 кг/с), определяемой… … Энциклопедия «Авиация»

мощность двигателя — мощность двигателя — характеризует полезную работу, производимую двигателем в единицу времени. Мощность газотурбинного двигателя Nе = Gв/Nуд зависит от секундного расхода воздуха Gв и удельной мощности Nуд (при Gв = 1 кг/с), определяемой… … Энциклопедия «Авиация»

мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Полезная нагрузка космического аппарата — или полезный груз космического аппарата это количество, тип или масса полезного оборудования, ради которого создается или запускается данный космический аппарат. В технической литературе обычно используются сокращения этого термина: «ПГ»… … Википедия

Номинальная мощность — 4а. Номинальный ток светового прибора Ток, указанный изготовителем на световом приборе Источник: ГОСТ 16703 79: Приборы и комплексы световые. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Индикаторная мощность — двигателя, полезная работа, совершаемая газами в цилиндре поршневого двигателя в единицу времени; определяется путём обработки индикаторных диаграмм (См. Индикаторная диаграмма), полученных при испытании двигателя. И. м. данного двигателя … Большая советская энциклопедия

стандартная эксплуатационная мощность — 3.24 стандартная эксплуатационная мощность: Длительная тормозная мощность, объявленная изготовителем, которую двигатель может развивать, используя только существенное зависимое вспомогательное оборудование, в период между техническими… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник статьи: http://normative_reference_dictionary.academic.ru/54161/%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8F

Формула полезной мощности

Определение и формула полезной мощности

Мощность — это физическая величина, которую использует как основную характеристику любого устройства, которое применяют для совершения работы. Полезная мощность может быть использована для выполнения поставленной задачи.

Отношение работы ($\Delta A$) к промежутку времени за которое она выполнена ($\Delta t$) называют средней мощностью ($\left\langle P\right\rangle $) за это время:

\[\left\langle P\right\rangle =\frac<\Delta A><\Delta t>\left(1\right).\]

Мгновенной мощностью или чаще просто мощностью называют предел отношения (1) при $\Delta t\to 0$:

Приняв во внимание, что:

\[\Delta A=\overline\cdot \Delta \overline\left(3\right),\]

где $\Delta \overline$ — перемещение тела под действием силы $\overline$, в выражении (2) имеем:

где $\ \overline-$ мгновенная скорость.

Коэффициент полезного действия

При выполнении необходимой (полезной) работы, например, механической, приходится выполнять работу большую по величине, так как в реальности существуют силы сопротивления и часть энергии подвержена диссипации (рассеиванию). Эффективность совершения работы определяется при помощи коэффициента полезного действия ($\eta $), при этом:

где $P_p$ — полезная мощность; $P$ — затраченная мощность. Из выражения (5) следует, что полезная мощность может быть найдена как:

\[P_p=\eta P\ \left(6\right).\]

Формула полезной мощности источника тока

Пусть электрическая цепь состоит из источника тока, имеющего сопротивление $r$ и нагрузки (сопротивление $R$). Мощность источника найдем как:

где $?$ — ЭДС источника тока; $I$ — сила тока. При этом $P$ — полная мощность цепи.

Обозначим $U$ — напряжение на внешнем участке цепи, тогда формулу (7) представим в виде:

где $P_p=UI=I^2R=\frac(9)$ — полезная мощность; $P_0=I^2r$ — мощность потерь. При этом КПД источника определяют как:

Максимальную полезную мощность (мощность на нагрузке) электрический ток дает, если внешнее сопротивление цепи будет равно внутреннему сопротивлению источника тока. При этом условии полезная мощность равна 50\% общей мощности.

При коротком замыкании (когда $R\to 0;;U\to 0$) или в режиме холостого хода $(R\to \infty ;;I\to 0$) полезная мощность равна нулю.

Примеры задач с решением

Задание. Коэффициент полезного действия электрического двигателя равен $\eta $ =42%. Какой будет его полезная мощность, если при напряжении $U=$110 В через двигатель идет ток силой $I=$10 А?

Решение. За основу решения задачи примем формулу:

\[P_p=\eta P\ \left(1.1\right).\]

Полную мощность найдем, используя выражение:

Подставляя правую часть выражения (1.2) в (1.1) находим, что:

Вычислим искомую мощность:

\[P_p=\eta IU=0,42\cdot 110\cdot 10=462\ \left(Вт\right).\]

Ответ. $P_p=462$ Вт

Задание. Какова максимальная полезная мощность источника тока, если ток короткого замыкания его равен $I_k$? При соединении с источником тока сопротивления $R$, по цепи (рис.1) идет ток силой $I$.

Решение. По закону Ома для цепи с источником тока мы имеем:

где $\varepsilon$ — ЭДС источника тока; $r$ — его внутреннее сопротивление.

При коротком замыкании считаем, что сопротивление внешней нагрузки равно нулю ($R=0$), тогда сила тока короткого замыкания равна:

Максимальная полезная мощность в цепи рис.1 электрический ток даст, при условии:

Тогда сила тока в цепи равна:

Максимальную полезную мощность найдем, используя формулу:

Мы получили систему из трех уравнений с тремя неизвестными:

Используя первое и второе уравнения системы (2.6) найдем $I’$:

Используем уравнения (2.1) и (2.2) выразим внутреннее сопротивление источника тока:

\[\varepsilon=I\left(R+r\right);;\ I_kr=\varepsilon \to I\left(R+r\right)=I_kr\to r\left(I_k+I\right)=IR\to r=\frac\left(2.8\right).\]

Подставим результаты из (2.7) и (2.8) в третью формулу системы (2.6), искомая мощность будет равна:

Источник статьи: http://www.webmath.ru/poleznoe/fizika/fizika_138_formula_poleznoj_moshhnosti.php

Что надо знать про мощность и крутящий момент в автомобиле

Мощность двигателя – это величина, показывающая, какую работу способен совершить мотор в единицу времени. То есть то количество энергии, которую двигатель передает на трансмиссию за определенный временной промежуток. Измеряется в киловаттах (кВт) или лошадиных силах (л. с.).

Как рассчитывается мощность двигателя?

Расчет мощности мотора проводится несколькими способами. Самый доступный способ – через крутящий момент. Умножаем крутящий момент на угловую скорость – получаем мощность двигателя.

N_дв=M∙ω=2∙π∙M∙n_дв

N_дв – мощность двигателя, кВт;

M – крутящий момент, Нм;

ω – угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/сек;

π – математическая постоянная, равная 3,14;

n_дв – частота вращения двигателя, мин-1.

Мощность рассчитывается и через среднее эффективное давление. Камера сгорания имеет определенный объем. Разогретые газы воздействуют на поршень в цилиндре с определенным давлением. Двигатель вращается с некоторой частотой. Произведение объема двигателя, среднего эффективного давления и частоты вращения, поделенное на 120, и даст теоретическую мощность двигателя в кВт.

N_дв=(V_дв∙P_эфф∙n_дв)/120

V_дв – объем двигателя, см3;

P_эфф – эффективное давление в цилиндрах, МПа;

120 – коэффициент, применяемый для расчета мощности четырехтактного двигателя (у двухтактных ДВС этот коэффициент равен 60).

Для расчета лошадиных сил киловатты умножаем на 0,74.

N_(дв л.с.)=N_дв∙0,74

N_дв л.с. – мощность двигателя в лошадиных силах, л. с.

Другие формулы мощности двигателя используются в реальных расчетах реже. Эти формулы включают в себя специфичные переменные. И чтобы измерить мощность двигателя по другим методикам, нужно знать производительность форсунок или массу потребленного двигателем воздуха.

На практике расчет мощности автопроизводители выполняют эмпирическим способом, то есть замеряют на стенде и строят график зависимости по факту, на основании полученных во время испытаний показателей.

Мощность двигателя – величина непостоянная. Для каждого мотора есть кривая, которая отображает на графике зависимость мощности от частоты вращения коленчатого вала. До определенного пика, примерно до 4-5 тысяч оборотов, мощность растет пропорционально оборотам. Далее идет плавное отставание роста мощности, кривая наклоняется. Примерно к 7-8 тысячам оборотов мощность идет на спад. Сказывается перекрытие клапанов на большой частоте вращения коленвала и падение КПД мотора из-за недостаточно интенсивного газообмена.

Чтобы узнать мощность двигателя, обратитесь к инструкции по эксплуатации авто. В разделе с техническими характеристиками мотора будет указана мощность и обороты, при которых она достигает пикового значения. Если мощность указана киловаттах, чтобы рассчитать лошадиные силы двигателя, воспользуйтесь приведенной выше формулой. В некоторых случаях автопроизводитель предоставляет график, на котором есть зависимость мощности двигателя и крутящего момента от частоты оборотов.

Видео: Простыми словами без сложных формул и расчетов, что такое мощность, крутящий момент и обороты двигателя.

Мощность ДВС определяет, насколько быстро автомобиль способен передвигаться или ускоряться (совершать работу). Полезная мощность двигателя рассчитывается с учетом потерь в трансмиссии, то есть указывает, сколько от изначальной мощности мотора по факту доходит до колес авто.

Что такое крутящий момент

Крутящий момент в двигателе автомобиля – это вращающая сила, которая численно равна произведению приложенной силы (давление раскаленных газов на поршень) на плечо (расстояние между осями коренных и шатунных шеек коленчатого вала в проекции, перпендикулярной оси вращения коленвала). Измеряется крутящий момент в ньютонах на метр (Нм).

Крутящий момент ДВС зависит от силы давления на поршень и расстояния между коренными и шатунными шейками. Зависимость здесь прямая. Чем больше плечо и чем больше давление на поршень – тем больше крутящий момент двигателя.

У дизельных двигателей степень сжатия больше. Больше и ход поршня в цилиндре (при равном с бензиновым мотором диаметре цилиндров). А это значит, что и расстояние между коренными и шатунными шейками будет больше. То есть длиннее плечо. За счет большей степени сжатия при рабочем такте у дизелей выше сила, давящая на поршень. Крутящий момент в дизельных моторах при прочих равных больше, чем в бензиновых.

Крутящий момент влияет на то, сколько энергии отдает мотор в текущий момент времени. Крутящий момент есть та величина, которая определяет фактически передаваемую в данный момент времени энергию на трансмиссию. Чем больше момент, тем сильнее тяга двигателя при текущих оборотах.

Что лучше: мощность или крутящий момент

Мощность и крутящий момент двигателя – величины взаимосвязанные. Это хорошо видно в формуле из первого пункта.

Пик крутящего момента на графике зависимости от частоты вращения мотора появляется раньше, чем пик мощности. Это справедливо как для дизельных, так и для бензиновых моторов. Однако у дизелей крутящий момент достигается раньше, и плато (интервал частоты вращения при пиковом значении) длиннее. У бензиновых ДВС мощность выше, хотя для ее достижения нужно раскрутить мотор почти до максимальных оборотов.

Сказать определенно, что лучше: мощность или крутящий момент, нельзя. Все зависит от случая. Трансмиссия современного авто способна трансформировать эти величины под требуемые условия. Поясним на примерах.

Для тяжелой техники, которой важна тяга в широком диапазоне оборотов, важнее крутящий момент. Мотор должен хорошо тянуть. Раскручивать его до предельных оборотов не нужно. Отчасти поэтому почти вся коммерческая техника оснащается дизельными моторами.

В гоночных автомобилях важнее мощность. Моторы этих авто по оборотам пилоты во время заездов держат в красной зоне. Двигатель отдает максимальную мощность. А трансмиссия преобразовывает мощность в тягу.

Для гражданских авто важен стиль вождения. Для езды на автомате подойдут оба мотора. Автоматическая трансмиссия будет держать мотор в диапазоне оборотов, при которых двигатель отдает максимум своего потенциала.

Для агрессивной езды на механике с раскручиванием двигателя в красную зону тахометра лучше подойдет бензиновый мотор. Но в этом случае нужно понимать, что для получения максимальной производительности от мотора потребуется держать его на пике оборотов и часто переключать передачи. Пик мощности у бензинового ДВС имеет малый диапазон и находится около максимальных оборотов. Для уверенных обгонов и ускорений нужно будет понижать передачу и раскручивать двигатель.

Для размеренной езды, особенно в городе, больше подходит дизель. Для обгона на дизельном авто зачастую не потребуется переходить на пониженную передачу, а высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов позволит реже переключаться.

Источник статьи: http://topmekhanik.ru/moshhnost-dvigatelya/

Мощность двигателя автомобиля

Опубликовано 17 Авг 2014
Рубрика: О жизни | 21 комментарий

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/м 3

для бензина марки АИ-92 ρ =735 кг/м 3

для бензина марки АИ-95 ρ =750 кг/м 3

для бензина марки АИ-98 ρ =765 кг/м 3

для дизельного топлива ρ =770…840 кг/м 3

для сжиженного газа ρ =600 кг/м 3

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!

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

21 комментарий на «Мощность двигателя автомобиля»

Виктор 24 Авг 2014 00:19

Интересно, конечно. Есть ли возможность оценить КПД конкретного автомобиля? Как можно учесть турбонаддув? С уважением Виктор

О влиянии турбонаддува на КПД мнения специалистов разнятся. Если при прочих равных автомобиль с турбонаддувом в среднем меньше потребляет литров топлива на 100 километров пути чем этот же автомобиль без турбонаддува, то значит КПД двигателя такого автомобиля выше.

Оценить КПД двигателя конкретного автомобиля в «домашних условиях» сложно. Для этого необходимо знать либо общий коэффициент сопротивления движению (трение и о воздух и о дорогу), либо силу, которую следует приложить к автомобилю для обеспечения движения с заданной скоростью.

ИМХО, самая оптимальная схема привода автомобиля у. заводного детского автомобильчика. Там вся энергия завода тратится сугубо на движение, без холостых оборотов перед светофором и в других случаях. Заманчиво сделать большой накопитель энергии, его мог бы постоянно «подзаводить» небольшой ДВС, а движуха авто обеспечивалсь бы по трансмиссии с заводной пружиной.

Проблемы езды на затяжном подъёме, быстрого старта от светофора представляется решаемыми.

Никто не считает реального расхода топлива на одну персону с учётом заполненности салона, КПД с учётом соотношения «снаряженной массы» к фактической полезной нагрузке.

Пора уже сделать двигатель с переменной мощностью и расходом топлива по примеру ракетных двигателей с разной тягой и расходом топлива.

Я нашёл Ваш Блог на просторах интернета, когда сам «изобретал» формулу для расчёта средней мощности, выдаваемой ДВС. Я ещё «изобрёл» формулу для двигателя, который работает стационарно: вместо средней скорости автомобиля, пройденного пути и израсходованного на этом пути топлива, используется часовой расход (л/час).

N–средняя мощность двигателя, кВт;

q–удельная теплота сгорания топлива, МДж/кг;

Р-часовой расход топлива, л/час;

p–плотность топлива, кг/м3;

К-переводной коэффициент, =2,7778Е-06.

Ещё можно в двигающемся автомобиле учитывать мгновенный расход (л/100км) и скорость, и в маршрутном компьютере будет показываться выдаваемая двигателем мощность, как обороты, например.

У меня в голове крутится одна мысль. Правда, это скорее мечта — на реализацию финансов пока не хватает, плюс остаётся вопрос с регистрацией этого дела в ГИБДД.

В общем, задумка такая: хочу убрать из автомобиля ДВС и заменить его дизель-электрикой

То есть поставить на ось (можно на обе) электрические двигатели, вместо КПП батареи, а вместо ДВС — генератор.

Зачем всё это? Так получится как раз та самая «заводная машинка», а если ещё и рекуперацию добавить — это вообще сказка 🙂

У электрических двигателей, на мой взгляд, одни плюсы по сравнению с ДВС — механически намного проще и надёжней, КПД близко к 100%, почти не шумят

Конечно, генератор — тот же ДВС, но он, в отличие от своего собрата, будет работать в одном режиме, на который и был спроектирован. То есть опять же меньший износ и более высокий КПД. А рекуперация, кроме экономии топлива, даёт меньший износ тормозов.

Пока не наткнулся на ваш блог, задавался вопросом — а хватит ли мощности генератора?

Ведь мощность ДВС у моей машины 90 л.с. (около 60 кВт), а под капот хорошо если 10-киловаттный генератор влезет.

Понятно, что это только максимальная мощность, а средняя намного меньше. Но я хотел найти конкретные цифры, хотя бы из статистики.

Ваш расчёт — 5 кВт — меня обрадовал. Получается, если удастся запихнуть 10-киловаттник, среднюю скорость по прямым чистым участкам он сможет обеспечить и без батарей. А запас в батареях понадобятся для разгона, подъёма и преодоления каши на дорогах

Машина у меня — минивэн, с местом особых проблем нет

Если генератор не влезет под капот, можно взять мощность чуть поменьше

Коробка (на её место думаю поставить батареи) не очень большая, но и батарей, думаю, много не надо — это же не чистый электромобиль

Боюсь только, что если когда-нибудь и примусь за реализацию своей мечты, сменю уже не одну машину 🙂

Но, опять же, присматриваюсь к грузовичкам-полуторкам — двухкабинные варианты вместят всю семью, а генератор можно и в кузов поставить, так что может это и к лучшему.

Интересная идея. Только не реализуют ее, думаю, по следующей причине: зачем от дизельного двигателя механическую энергию преобразовывать в электрическую, а затем обратно, когда колесо вот оно — рядом? Дешевле? Сомнительно.

Вы правы, массово не реализуют её потому что дорого, плюс все привыкли к ДВС

Для выпуска таких авто нужно проектирование, а это совсем не копейки и неизвестно, окупится ли это

Электромобили в последнее время завоёвывают популярность благодаря Тесле, но всё равно пока многие смотрят на них с недоверием, хотя другие автопроизводители тоже потихоньку подтягиваются

Но всё-таки реализации есть

Если не ошибаюсь, карьерные самосвалы и МАЗовские «Ураганы» именно дизель-электрические (не уверен только, что сделано именно так, как я задумал)

Кроме того, есть гибридные авто — сразу с ДВС и электродвигателем, где аккумулятор заряжается от ДВС и вроде бы при торможении (в чистых электромобилях — Теслах — рекуперация точно есть)

Зачем механическую энергию преобразовывать в электрическую?

Я расчёты не проводил, но думаю, что КПД увеличится

Во-первых, электродвигатели имеют КПД, близкий к 100%

То есть их потерями можно пренебречь, по крайней мере, в грубых расчётах

Во-вторых, КПД у ДВС рассчитано только на идеальный режим, который можно достичь только на трассе, и то не всегда

В городе же с его пробками и светофорами с этим вообще всё печально

Генератор же всегда работает примерно в одном режиме, близком к идеальному

Если он будет питать только аккумуляторы, то ему даже увеличивать мощность не придётся при нажатии педали газа, в отличие от ДВС

В-третьих, если электродвигатели можно использовать как генераторы, их можно использовать при торможении и дополнительно заряжать аккумуляторы «нахаляву» (хотя на самом деле никакой халявы, конечно, нет, просто обычно энергия от торможения тратится впустую)

В Теслах так и сделано — плавное торможение использует двигатели (и работает рекуперация), а обычные тормоза включаются при резком нажатии на педаль

То есть ещё и износ тормозной системы снижен

Аккумуляторы при зарядке и отдаче, конечно, теряют часть энергии

Но намного меньше, чем теряется в коробке, карданах и редукторах

Ещё плюс — упрощается ремонт и обслуживание

Электродвигатели по сравнению с ДВС вечные, особенно если сравнивать с современными (сейчас их проектируют на меньший расход и более чистый выхлоп, но запас хода при этом сильно теряется)

Другая механика — коробка, редукторы, карданы (то есть где нагрузка и износ самые высокие) — становится не нужна

Остаётся подвеска, рулевое, тормоза, сами двигатели, ну и «гранаты» для передачи вращения на колёса

А генератор проще снять для ремонта, чем ДВС (или вообще заменить, если ремонт уже невозможен)

Генератор, кстати, может ещё и для других нужд пригодиться — на даче, например или на пикнике 🙂

Вообще, можно переделать свою машину и в чистый электромобиль — вместо генератора поставить дополнительные батареи и разъём для зарядки

Такое давно уже делают специализированные фирмы и у нас, и за рубежом, да и своими руками можно

Но в России на таком много не поездишь — заряжать особо негде

А если встанешь на трассе — «ведро электронов» никто в «бак» залить не сможет

Рассчитать мощность ЭЛементарно просто! Надо знать вес машины, разгон до сотни. КПД ЛЮБОГО бензинового ДВС 16%. (то-же легко рассчитать!)

Формула: n*t=m*1,16 n-в л.с., t-cек., m- кг.

Пример. Жигули. n-? t-18 сек. m-1170 кг.

Решение: 1170*1,16:18=75 л.с.

Nissan 1,4 n-87 сил m-1050 кг t-?

Решение: 1050*1,16:87=14 секунд

Какой-нибудь. n-250 сил! разгон-10 секунд! m-?

Решение: 250*10:1,16=2155 кг.

Самое удивительное-физики хх1 века не научились находить ускорение при разгоне автомобиля. Основа всех расчётов- СРЕДНЯЯ скорость, (а её путают с конечной!) Ускорение свободного падения на планете Земля-4,9. м/сек.сек. ,а НЕ 9,8.

Эту ошибку маскируют так, что «сам чёрт не разберёт»

(посмотрите в интернете: почему s/t=at, a at*t=2s ?

Никто ничего не маскирует. Вы просто смешали вместе формулы и понятия равномерного и равноускоренного движений.

При равномерном (при v0=0):

s — единственная переменная, зависящая от t!

При равноускоренном при (v0=0):

s=v*t/2=a*t*t/2 (a≠0 a=const v=a*t=var);

s и v — переменные. Вычисляются для конкретного значения параметра t — момента времени.

мощность ДВС на автомобиле находится только через разгон (принято от 0 до сотни).Главное-найти правильно ускорение. Его надо находить ТОЛЬКО из СРЕДНЕЙ скорости! Ускорение, найденное через скорость и мощность ОДИНАКОВЫ! n/m=a. равно (v+V):2/t.

КПД бензинового ДВС=16%. (у дизеля-МЕНЬШЕ, т.к. теплотворная способность у солярки МЕНЬШЕ.

По причине сгорания бензина-детонации при обеднении и обязательного наличия дроссельной заслонки у бензина, дизель при малых нагрузках экономичнее бензина.

Роль др. заслонки-перераспределять мощность, выдаваемую двигателем: заслонка открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимам баланс мощности (и расхода топлива на данных оборотах)=100%.

Формулы расчёта КПД, ускорения,мощности, разгона до сотни, необходимой мощности на участке пути, массы (веса) автомобиля.

Ускорение. (v+V):2/t «Москвич»: (0+27,8):2:18 а=0,77 м./сек.сек.

Необходимая мощность (при 100% КПД): n=ma 1170*0,77=900 кг.м. Это-12 л.с. А двигатель-75 л.с.

Соотношение- 1:6,25. 16%.

Необходимая мощность на участке пути:

накатом машина прошла 420 м. со скорости 50 км/час.

Средняя скорость-7 м/сек. t-60 сек. а=420:60:60

а=0,12 м/сек.сек. Необходимая мощность: 1170*0,12*6,25/75. n=11,7 л.с. А двигатель на этих оборотах (1866) выдаёт 25 л.с. 13,3 л.с. уходят на всасывание воздуха. А у дизеля-экономия.

Универсальная формула : n*t=m*1,16 n-в л.с. t-в секундах, m-в кг.

Пример: n=87 л.с. m=1050 кг. t-? 1050*1,16:87=14 секунд- (мой Nissan-1,4)

Пример: m-1170 кг. t-18 сек. n-? 1170*1,16:18=75 л.с. («Жигули-1,5»)

Ускорение через n и m. 12n=ma 12*102:1150 а=1,06 Разгон до сотни-13,9:1,06=13,1 м/сек.

Проверьте на ЛЮБОЙ машине !

«Ускорение»-это НЕ изменение скорости. Это-коэффициент энергии движения. Оно НЕ зависит от графика движения и всегда одинаково при одном пути и времени.

Со времён Галилея неверно находится средняя скорость.

«яблоко упало. » s=4,9. м. t=1 сек. v средняя=

Нельзя путать КОНЕЧНУЮ скорость со средней!

При «средней» скорости=9,8. и ускорение будет 9,8.

А если «схитрить» и 9,8 разделить на 2, то получим

s/t=V СРЕДНЕЙ=at !! а V (средняя,она же at)*t=s !

Конечная скорость у «яблока. »=(0+V кон):2=at

Это значит,что V конечное=2at. Формула должна быть:

И ускорение надо находить из средней скорости, и оно у «яблока. »=4,9 м/сек.сек.,а не 9,8.

Надо чётко разделять: тело ДОСТИГЛО скорости, и тело ДВИГАЛОСЬ со средней скоростью. В первом случае

at=v кон.:2, а во втором -V конечное=2at

at-это равномерное движение. Начальная и конечная скорости равны.

Иван, Вам нужно не здесь писать, а в Академию Наук или сразу в Нобелевский Комитет. Особенно насчет ускорений, «выведите их на чистую воду»! Да, и про КПД, зависящий от теплотворной способности топлива не забудьте.

Удивительный взгляд на простые вещи!

Бензиновый ДВС работает строго на смеси 1:14,7.

Задача и карбюратора и впрыска-подготовить такую смесь

на ВСЕХ режимах, так как она сгорает с максимальной температурой и отдачей.

Наполнение смесью цилиндров всегда 100% (кроме режима «торможения двигателем». Но, для торможения есть тормоза,да и при торможении двиг. расход сохраняется). Это значит,что бензиновый ДВС потребляет топливо не «по нагрузке,а по оборотам» двигателя.Дизель-наоборот.

Причина-нельзя менять пропорцию бензин-воздух. Бедная смесь-детонация,богатая-сгорает в выхлопной трубе. Выход из положения-дроссельная заслонка. Она перераспределяет мощность на данных оборотах-скорости. Открыта-все силы на разгон. Закрыта-все силы на торможение. В переменных режимах часть сил на разгон,остальные-на торможение. Общий баланс мощности и расхода топлива (на этих оборотах) -100%.

Но как сделать автомобиль экономичнее?

Я вижу 2 способа: 1) -придать бензину свойство солярки-не детонировать при обеднении при уменьшении нагрузки,но с открытой полностью дроссельной заслонкой.

2). Наполнять цилиндр смесью «по нагрузке» -разгон

,в гору. т.е. -изменять наполнение цилиндров.

Это я делал неоднократно с двигателем «Москвича» с

80-х годов. Как? Снимал распредвал и делал наплавку на половину ширины ВПУСКНЫХ кулачков с расчётом,чтобы впускной клапан закрывался в такте сжатия за 25-30 градусов до ВМТ. Оставшейся смеси хватает ехать с набранной скоростью. Это-«экономичный» режим (около 25 л.с.) Второй режим-75 л.с. достигается сдвигом коромысел на поверхность кулачка без наплавки. Просто изменял фазы наполнения цилиндров. И-переключатель фаз. Что это давало:

-прямая экономия топлива до 30-40%

-идеальное перемешивание смеси:переход из одного цилиндра в другой.

-снижение компрессии до 2-х атм. -нет большого давления на вкладыши. Долговечность- как у дизеля.

-возможность использовать низко-октановый бензин.

-Самое главное: идёшь в общем потоке с реальной экономией без желания кого-то обогнать. (ну,а при желании-переключаешь наполнение — (фазы) в»одно касание».

-выхлоп значительно чище. В гараже и мотор работает и двери закрыты.

Пытался публиковать,но особенного интереса нет.

. опять про ускорение.

Ускорение НЕ зависит от графика движения тела!

Если путь и время одинаковы-одинакова и СРЕДНЯЯ скорость. Не имеет значения,как тело двигается-равномерно,равно-ускоренно,замедляя движение,прыжками, с остановками. Если за время t путь-s-одинаковы- ОДИНАКОВА И СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ-«at». А из неё и надо находить ускорение.

Бегун пробежал 100 метров за 10 секунд. Средняя скорость-at=10 м/сек. Ускорение будет: at=10

а*10=10 а=1 м/сек.сек.

С первого шага он развил скорость 10 м/сек. Можно, вроде,сказать,что его движение-равномерное. Но в действительности он РАВНОМЕРНО не пробежал ни одного метра! Он сделал около 50 прыжков,ускоряясь и останавливаясь. Но средняя скорость-10 м/сек. И «а»- 1 м/сек.сек.

Автомобиль с места,с ноля, тоже прошёл 100 м. за 10 секунд. Он двигался равномерно-ускоренно. На финише его скорость была 72 км./час- 20 м/сек.

Но СРЕДНЯЯ скорость -10 м/сек. И ускорение-1 м/сек.сек. Такое же,как у бегуна. Так ведь и автомобиль двигался НЕ равномерно-ускоренно. Рабочий такт разгонял машину,а всасывание,сжатие,выхлоп-тормозили!

Очень легко узнать мощность бегуна и машины:

пусть вес бегуна-75 кг. n=m*a 75*1=75 кг.м. — 1л.с.

Автомобиль. (жигули). Обгонит-ли он бегуна?

Считаем: n=m*a*6,25 1170*1*6,25=7312 кг.м 97,5 лс 6,25-это 16%

А мотор-75 сил. Не догонит! А на сколько отстанет? Ищем ускорение: 75=1170*а*6,25 а=0,77 м/сек.сек. (75-это Л.С.) Умножаем на 75 кг.м.

За 10 секунд Жигули пройдут : s=att 0,77*10*10

s=77 метров. Бегун обгонит машину на 23 метра.

Если бегун продолжит так бежать, машина догонит его

в конце 13-ой секунды: s=att s=0,77*13*13

s=0,77*13*13=130 метров. И бегун пробежит 130 метров за 13 секунд.

А имел бы Жигуль мотор 97,5 л.с. -были бы на финише вместе.

Вопрос: какая нужна мощность двигателя,передача, расход бензина на участке пути. 500 метров ?

Надо определить: с какой скорости машина пройдёт накатом 500 метров до остановки? Предположим, машина катилась минуту. 60 секунд. Её средняя скорость-8,33 м/сек. Начальная скорость-2at, т.е. -16,7 м/сек. 60 км.

Какая нужна мощность двигателя,чтобы двигаться со средней скоростью 30 км/час- (8,3 м/сек)? Вес машины- 1170 кг. «Москвич»,»Жигули».

Найдём «ускорение» при снижении скорости, но оно-же и при средней скорости: s=att. 500=а*60*60. а=0,14 м/сек.сек. Требуется мощность (100% КПД) -m*a

1170*0,14=162,5 кг.м/сек. Это-2,17 л.с. КПД-16%

2,17*6,25=13,5 л.с. (сам таскал на ИЖе «Москвича» по асфальту. )

60 км/час-это 2300 оборотов двигателя в минуту. Это 6,72 кг. бензина в ЧАС. На 60 км. Мощность двигателя на этих оборотах-30 л.с. А достаточно-13,5 сил. Можно ехать на 4-й передачу, -заслонка открыта на половину. (но «кушает» на 30 сил).

А если: колёса под спущены, дорога худая. накат всего. 200 метров. Считаем.

Время (со скорости 60 км/час) -s=att. s=200. at-8,3

t=24 секунды, «а»=0,5 м/сек.сек. Нужна мощность 48,75 л.с. НА ЭТИХ ОБОРОТАХ ! А мотор выдаёт-30 л.с. Не хватит даже 3-й передачи-*1,3. Надо 2-ю передачу-*2- ,60 сил. Но их много. Надо не полный газ: часть сил на движение,остальные-на всасывание.

48,75 сил-на движение,11-на всасывание. НО бензин-на 60 сил. Около 13,5 литров в час.

Дизель в первом эксперименте точно экономичнее бензина, во 2-м -надо считать . (навряд-ли экономичнее).

всех «пугает»: как двигатель тратит всю мощность

на всасывание воздуха через щель под заслонкой 0,2-2 мм ? (наверно, так и представляют: табун в десятки, сотни лошадей «ломится» в эту щель. )

Подсчитаем в кг.: какое давление на заслонку при 6000 об/мин ?

Дано: двигатель при 6000 об/мин выдаёт 87 л.с.

Его крутящий момент равен: 87*75/6,25/100. 10,44 кг.м. Это на одном обороте. Но на одном обороте 2 рабочих такта. 10,44:2=5,22 кг. (если ладонью закрыть карбюратор,можно ощутить,отрывая ладонь,эту силу). Так ведь 6000 редко,кто крутит так мотор! Обычно,2-4 т. оборотов-40-130 км/час. Карбюратор распределяет эти килограммы: постоянная скорость-80 км/ч. Обороты-2,2 тысячи (на 5-ой). На карбюраторе-

около 2-х кг. Чтобы машина шла равномерно-1 кг. -на вращение колёс, 1 кг. -на торможение- (всасывание) .

Сколько кг.м. на ведущих колёсах? 1*2*4/о,6=13,3 кгм

(4-это редуктор, 0,6-диаметр колёс). Мощность двигателя на этих оборотах-32 л.с. Требуется-16. Расход-6,7 л/час. (дизель «скушает» 3,3 литра)

. пусть СРЕДНЯЯ скорость- 6 МЕТРОВ В СЕКУНДУ

. at-тоже СРЕДНЯЯ скорость,но она = 2*3 метра/сек.

6=2*3 НО, исчисления-разные !

9,8. =4,9. *2 V конечная= 2at,(если v нул.=0)

Путь «яблока. »- (площадь треугольника) — S=(V+V)/2*t

будет: S=(0+2at)/2*t, т.е. s=at*t

и,никаких двоек в знаменателе !

ракета 5 тонн поднялась на 10 км. за 40 сек. «а»=? n=?

а=S/tt, 10000:1600=6,25 м/сс.

КПД (ДВС)=16% (у ракеты МЕНЬШЕ) F=m*a. n=F*кпд. 5000*6,25*6,25:75=2604 л.с.

КПД ракетного двигателя меньше,чем ДВС, по-этому керосина сгорит больше,чем бензина

1) -6,25-это ускорение

2) -6,25-это 16% от 100

Браво! Особенно про то, что «6,25 — это 16% от 100».

Источник статьи: http://al-vo.ru/o-zhizni/moshhnost-dvigatelya-avtomobilya.html