Jemand muss die Leistung der Motoreinheit berechnen, um die Kfz-Steuer zu berechnen. Für einige ist es wichtig, die Leistung des Kompressormotors unabhängig zu berechnen. Es ist wichtig, dass jemand die Leistung der Maschine genau kennt, um sie mit der deklarierten zu vergleichen. Im Allgemeinen sind Leistungsberechnung und Motorauswahl zwei untrennbare Prozesse.
Dies sind nicht die einzigen Gründe, warum Autofahrer versuchen, die Leistung der Motoren ihrer Autos unabhängig zu berechnen. Dies ist ohne die notwendigen Formeln für die Berechnung ziemlich schwierig. Sie werden in diesem Artikel angegeben, damit jeder Autofahrer selbst berechnen kann, wie hoch die tatsächliche Motorleistung seines Autos ist.
Einführung
Es gibt mindestens vier gängige Möglichkeiten, die Leistung eines Verbrennungsmotors zu berechnen. Bei diesen Methoden werden folgende Parameter der Antriebseinheit verwendet:
- Umsätze.
- Lautstärke.
- DrehenMoment.
- Wirkdruck im Brennraum.
Für Berechnungen müssen Sie das Gewicht des Autos sowie die Beschleunigungszeit auf 100 km/h kennen.
Jede der folgenden Formeln zur Berechnung der Motorleistung weist einige Fehler auf und kann kein 100 % genaues Ergebnis liefern. Dies sollte bei der Analyse der empfangenen Daten immer berücksichtigt werden.
Wenn Sie die Leistung mit allen Formeln berechnen, die im Artikel beschrieben werden, können Sie den Durchschnittswert der tatsächlichen Leistung des Motors ermitteln, und die Abweichung vom tatsächlichen Ergebnis beträgt nicht mehr als 10 %.
Wenn wir die verschiedenen wissenschaftlichen Feinheiten, die mit der Definition technischer Konzepte verbunden sind, nicht berücksichtigen, können wir sagen, dass Leistung die Energie ist, die von der Antriebseinheit erzeugt und an der Welle in Drehmoment umgewandelt wird. Gleichzeitig ist die Leistung ein variabler Wert, und ihr Maximalwert wird bei einer bestimmten Wellendrehzahl (in den Passdaten angegeben) erreicht.
In modernen Verbrennungsmotoren wird die maximale Leistung bei 5, 5-6, 6 Tausend Umdrehungen pro Minute erreicht. Es wird beim höchsten durchschnittlichen effektiven Druckwert in den Zylindern beobachtet. Der Wert dieses Drucks hängt von folgenden Parametern ab:
- Qualität des Kraftstoffgemischs;
- Vollständigkeit der Verbrennung;
- Kraftstoffverlust.
Leistung wird als physikalische Größe in Watt gemessen, während sie in der Automobilindustrie in Pferdestärken gemessen wird. Die in den nachstehenden Methoden beschriebenen Berechnungen liefern Ergebnisse in Kilowatt, dann müssen sie in Pferdestärken umgerechnet werdenspezieller Taschenrechner-Konverter.
Durchgangsdrehmoment
Eine Möglichkeit, die Leistung zu berechnen, besteht darin, die Abhängigkeit des Motordrehmoments von der Drehzahl zu bestimmen.
Jeder Moment in der Physik ist das Produkt der Kraft auf der Schulter seiner Anwendung. Das Drehmoment ist das Produkt der Kraft, die der Motor entwickeln kann, um den Widerstand der Last durch die Schulter seiner Anwendung zu überwinden. Dieser Parameter bestimmt, wie schnell der Motor seine maximale Leistung erreicht.
Drehmoment kann definiert werden als das Verhältnis des Produkts aus Arbeitsvolumen und mittlerem effektivem Druck im Brennraum zu 0,12566 (konstant):
- M=(Varbeiten Peffektiv)/0, 12566, wobei Varbeiten– Hubraum [l], Peffektiv – effektiver Druck im Brennraum [bar].
Motordrehzahl charakterisiert die Drehzahl der Kurbelwelle.
Unter Verwendung der Motordrehmoment- und Drehzahlwerte kann die folgende Formel zur Berechnung der Motorleistung verwendet werden:
P=(Mn)/9549, wobei M das Drehmoment [Nm], n die Wellendrehzahl [U/min] und 9549 der Proportionalitätsfaktor ist
Die berechnete Leistung wird in Kilowatt gemessen. Um den errechneten Wert in PS umzurechnen, müssen Sie das Ergebnis mit einem Proportionalitätsfaktor von 1,36 multiplizieren.
Diese Berechnungsmethode besteht darin, nur zwei elementare Formeln zu verwenden, weshalb sie als eine der einfachsten angesehen wird. Stimmt, man kann mehreinfacher und verwenden Sie den Online-Rechner, in den Sie bestimmte Daten über das Auto und seine Motoreinheit eingeben müssen.
Es ist erwähnenswert, dass Sie mit dieser Formel zur Berechnung der Motorleistung nur die Leistung berechnen können, die am Ausgang des Motors erh alten wird, und nicht die, die tatsächlich an die Räder des Autos gelangt. Was ist der Unterschied? Solange die Kraft (wenn man sich das als Strom vorstellt) die Räder erreicht, erfährt sie zum Beispiel Verluste im Verteilergetriebe. Nebenverbraucher wie eine Klimaanlage oder ein Generator spielen ebenfalls eine bedeutende Rolle. Es ist unmöglich, die Verluste zu erwähnen, um den Widerstand beim Heben, Rollen sowie den aerodynamischen Widerstand zu überwinden.
Dieser Nachteil wird teilweise durch die Verwendung anderer Berechnungsformeln ausgeglichen.
Leistung durch Motorgröße
Es ist nicht immer möglich, das Motordrehmoment zu bestimmen. Manchmal kennen Autobesitzer nicht einmal den Wert dieses Parameters. Die Leistung des Antriebs lässt sich in diesem Fall über die Lautstärke des Motors ermitteln.
Dazu müssen Sie das Volumen der Einheit mit der Kurbelwellendrehzahl sowie mit dem durchschnittlichen effektiven Druck multiplizieren. Der resultierende Wert muss durch 120 geteilt werden:
- P=(VnPeffizient)/120 wobei V der Hubraum des Motors [cm3] und n die Drehzahl ist Kurbelwellendrehzahl [1/min], Peffektiv – mittlerer effektiver Druck [MPA], 120 – konstant, Proportionalitätsfaktor.
So wird die Motorleistung eines Autos berechnetmit dem Einheitsvolumen.
Am häufigsten variiert der Wert von Peffektiv in Benzinmotoren einer Standardprobe von 0,82 MPa bis 0,85 MPa, in Zwangsmotoren - 0,9 MPa und in Dieselaggregaten die Druckwert liegt zwischen 0,9 MPa und 2,5 MPa.
Wenn Sie diese Formel verwenden, um die tatsächliche Leistung des Motors zu berechnen, um kW in PS umzuwandeln. s., ist es notwendig, den resultierenden Wert durch einen Faktor gleich 0, 735 zu dividieren.
Diese Berechnungsmethode ist auch bei weitem nicht die komplizierteste und erfordert ein Minimum an Zeit und Mühe.
Mit dieser Methode können Sie die Leistung des Pumpenmotors berechnen.
Kraft durch Luftstrom
Die Leistung des Gerätes kann auch durch den Luftstrom bestimmt werden. Diese Berechnungsmethode steht zwar nur den Autobesitzern zur Verfügung, die einen Bordcomputer installiert haben, mit dem Sie den Luftverbrauch bei 5,5 Tausend Umdrehungen im dritten Gang aufzeichnen können.
Um die ungefähre Leistung des Motors zu erh alten, muss der unter den oben genannten Bedingungen ermittelte Verbrauch durch drei geteilt werden. Die Formel sieht so aus:
P=G/3, wobei G der Luftdurchsatz ist
Diese Berechnung charakterisiert den Betrieb des Motors unter Idealbedingungen, also ohne Berücksichtigung von Getriebeverlusten, Fremdverbrauchern und Luftwiderstand. Die tatsächliche Leistung ist 10 oder sogar 20 % niedriger als die berechnete.
Dementsprechend wird der Luftdurchsatz im Labor auf einem speziellen Ständer ermittelt, auf dem das Auto installiert wird.
Die Messwerte der Onboard-Sensoren hängen stark von ihrer Verschmutzung abund von der Kalibrierung.
Daher ist die Berechnung der Motorleistung auf der Grundlage von Luftverbrauchsdaten bei weitem nicht die genaueste und effektivste, aber sie ist durchaus geeignet, um ungefähre Daten zu erh alten.
Kraft durch die Masse des Autos und Beschleunigungszeit auf "Hunderte"
Die Berechnung anhand des Gewichts des Autos und seiner Beschleunigungsgeschwindigkeit auf 100 km/h ist eine der einfachsten Methoden zur Berechnung der tatsächlichen Leistung des Motors, da das Gewicht des Autos und die angegebene Beschleunigungszeit auf "Hunderte " sind die Passparameter des Autos.
Diese Methode ist für Motoren relevant, die mit jeder Art von Kraftstoff betrieben werden - Benzin, Dieselkraftstoff, Gas - da sie nur die Dynamik der Beschleunigung berücksichtigt.
Bei der Berechnung muss das Gewicht des Fahrzeugs zusammen mit dem Fahrer berücksichtigt werden. Um das Berechnungsergebnis dem realen möglichst nahe zu bringen, lohnt es sich außerdem, die Verluste beim Bremsen, Rutschen sowie die Reaktionsgeschwindigkeit des Getriebes zu berücksichtigen. Auch die Antriebsart spielt eine Rolle. Zum Beispiel verlieren Autos mit Frontantrieb beim Start etwa 0,5 Sekunden, Autos mit Hinterradantrieb von 0,3 Sekunden auf 0,4 Sekunden.
Es bleibt, einen Rechner im Netz zu finden, um die Leistung eines Autos anhand der Beschleunigungsgeschwindigkeit zu berechnen, die erforderlichen Daten einzugeben und eine Antwort zu erh alten. Es macht keinen Sinn, die mathematischen Berechnungen, die der Taschenrechner durchführt, wegen ihrer Komplexität anzugeben.
Das Ergebnis der Berechnung ist eines der genauesten, nahezu real.
Diese Methode zur Berechnung der tatsächlichen Leistung eines Autos wird von vielen als die bequemste angesehen, da Autobesitzer ein Minimum an Aufwand betreiben müssen, um die Beschleunigungsgeschwindigkeit zu messen100 km/h und geben Sie weitere Daten in den automatischen Rechner ein.
Andere Motortypen
Es ist kein Geheimnis, dass Motoren nicht nur in Autos, sondern auch in der Industrie und sogar im Alltag eingesetzt werden. Motoren unterschiedlicher Größe finden sich in Fabriken – Antriebswellen – und in Haush altsgeräten wie automatischen Fleischwölfen.
Manchmal muss man die tatsächliche Leistung solcher Motoren berechnen. Wie das geht, ist unten beschrieben.
Es ist gleich darauf hinzuweisen, dass die Berechnung der Leistung eines 3-Phasen-Motors wie folgt erfolgen kann:
- P=MDrehmomentn, wobei MDrehmoment das Drehmoment und n die Wellendrehzahl ist.
Induktionsmotor
Asynchroneinheit ist ein Gerät, dessen Besonderheit darin besteht, dass die Rotationsfrequenz des von seinem Stator erzeugten Magnetfelds immer größer ist als die Rotationsfrequenz seines Rotors.
Das Funktionsprinzip einer Asynchronmaschine ähnelt dem Funktionsprinzip eines Transformators. Es gelten die Gesetze der elektromagnetischen Induktion (die zeitlich veränderliche Flussverkettung der Wicklung induziert in ihr eine EMK) und Ampere (eine elektromagnetische Kraft wirkt auf einen Leiter bestimmter Länge, durch den ein Strom in einem Feld mit einem bestimmten Wert fließt der Induktion).
Induktionsmotor besteht im Allgemeinen aus einem Stator, einem Rotor, einer Welle und einer H alterung. Der Stator umfasst folgende Hauptkomponenten: Wicklung, Kern, Gehäuse. Der Rotor besteht aus einem Kern und einer Wicklung.
Die Hauptaufgabe eines Induktionsmotors ist das Transformierenelektrische Energie, die der Statorwicklung zugeführt wird, in mechanische Energie, die von einer rotierenden Welle abgeführt werden kann.
Asynchronmotorleistung
Im technischen Bereich der Wissenschaft gibt es drei Arten von Macht:
- voll (gekennzeichnet durch den Buchstaben S);
- aktiv (gekennzeichnet durch den Buchstaben P);
- reaktiv (gekennzeichnet durch den Buchstaben Q).
Die Gesamtleistung kann als Vektor dargestellt werden, der einen Real- und einen Imaginärteil hat (es lohnt sich, sich an den Abschnitt der Mathematik zu erinnern, der sich auf komplexe Zahlen bezieht).
Der Re alteil ist die Wirkleistung, die für nützliche Arbeiten wie das Drehen der Welle und die Wärmeerzeugung aufgewendet wird.
Der Imaginärteil wird durch die Blindleistung ausgedrückt, die an der Erzeugung des magnetischen Flusses beteiligt ist (gekennzeichnet durch den Buchstaben F).
Es ist der magnetische Fluss, der dem Funktionsprinzip einer Asynchroneinheit, eines Synchronmotors, einer Gleichstrommaschine und eines Transformators zugrunde liegt.
Blindleistung wird verwendet, um Kondensatoren aufzuladen und um Drosseln herum ein Magnetfeld zu erzeugen.
Wirkleistung errechnet sich als Produkt aus Strom und Spannung und Leistungsfaktor:
P=IUcosφ
Blindleistung wird als Produkt aus Strom und Spannung und Leistungsfaktor um 90° phasenverschoben berechnet. Andernfalls können Sie schreiben:
Q=IUsinφ
Der Wert der Gesamtleistung, wenn Sie sich daran erinnern, dass er als Vektor dargestellt werden kann,kann mit dem Satz des Pythagoras als Wurzelsumme der Quadrate von Wirk- und Blindleistung berechnet werden:
S=(P2+Q2)1/2.
Wenn wir die Gesamtleistungsformel in allgemeiner Form berechnen, stellt sich heraus, dass S das Produkt aus Strom und Spannung ist:
S=IU
Leistungsfaktor cosφ ist ein Wert, der numerisch gleich dem Verhältnis der aktiven Komponente zur Scheinleistung ist. Um sinφ zu finden und cosφ zu kennen, müssen Sie den Wert von φ in Grad berechnen und seinen Sinus finden.
Dies ist eine Standard-Motorleistungsberechnung basierend auf Strom und Spannung.
Berechnung der Leistung einer 3-Phasen-Asynchron-Einheit
Um die Nutzleistung an der Statorwicklung eines 3-Phasen-Asynchronmotors zu berechnen, multiplizieren Sie die Phasenspannung mit dem Phasenstrom und dem Leistungsfaktor und multiplizieren Sie den resultierenden Leistungswert mit drei (mit der Anzahl der Phasen):
- PStator=3UfIfcosφ.
Berechnung der Leistung el. eines aktiven Motors, also die Leistung, die von der Motorwelle abgenommen wird, ergibt sich wie folgt:
- PAusgang=PStator – PVerlust.
Bei einem Asynchronmotor treten folgende Verluste auf:
- Elektrik in der Statorwicklung;
- in Statorkernstahl;
- Elektrik in der Rotorwicklung;
- mechanisch;
- zusätzlich.
Um die Leistung eines Drehstrommotors in einer Statorwicklung mit Blindleistung zu berechnenCharakter, ist es notwendig, die drei Komponenten dieser Art von Macht hinzuzufügen, nämlich:
- Blindleistung, die verbraucht wird, um den Streufluss der Statorwicklung zu erzeugen;
- Blindleistung, die verbraucht wird, um den Streufluss der Rotorwicklung zu erzeugen;
- Blindleistung zur Erzeugung des Hauptstroms.
Blindleistung in einem Asynchronmotor wird hauptsächlich für die Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes aufgewendet, aber ein Teil der Leistung wird für die Erzeugung von Streuflüssen aufgewendet. Streuflüsse schwächen den magnetischen Hauptfluss und reduzieren den Wirkungsgrad der Asynchroneinheit.
Aktuelle Leistung
Die Berechnung der Induktionsmotorleistung kann mit aktuellen Daten erfolgen. Gehen Sie dazu wie folgt vor:
- Sch alte den Motor ein.
- Messen Sie mit einem Amperemeter den Strom in jeder Windung.
- Berechnen Sie den durchschnittlichen Stromwert basierend auf den Ergebnissen der im zweiten Absatz durchgeführten Messungen.
- Multiplizieren Sie den durchschnittlichen Strom mit der Spannung. Holen Sie sich Kraft.
Leistung lässt sich immer als Produkt aus Strom und Spannung berechnen. In diesem Fall ist es wichtig zu wissen, welche Werte von U und I genommen werden sollen. In diesem Fall ist U die Versorgungsspannung, sie ist ein konstanter Wert, und I kann variieren, je nachdem, an welcher Wicklung (Stator oder Rotor) der Strom gemessen wird, daher muss der Mittelwert gewählt werden.
Leistung nach Größe
Der Stator besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, von denen eine der Kern ist. Motorleistung berechnen mitVerwenden Sie Dimensionen, gehen Sie wie folgt vor:
- Länge und Durchmesser des Kerns messen.
- Berechnen Sie die Konstante C, die in weiteren Berechnungen verwendet wird. C=(πDn)/(120f)
- Berechnen Sie die Potenz P mit der Formel P=CD2ln10-6, wobei C die ist berechnete Konstante, D Durchmesser des Kerns, n Drehzahl der Welle, l Länge des Kerns.
Es ist besser, alle Messungen und Berechnungen mit maximaler Genauigkeit durchzuführen, damit die Berechnung der Leistung des elektrischen Antriebsmotors so realitätsnah wie möglich ist.
Zugkraft
Die Leistung eines Asynchronmotors lässt sich auch über den Wert der Zugkraft bestimmen. Dazu müssen Sie den Radius des Kerns messen (je genauer, desto besser), die Drehzahl festlegen, mit der sich die Welle der Einheit dreht, und auch die Zugkraft des Motors mit einem Dynamometer messen.
Alle Daten müssen in die folgende Formel eingesetzt werden:
P=2πFnr, wobei F die Zugkraft, n die Wellendrehzahl, r der Kernradius ist
Nuance des Induktionsmotors
Alle oben genannten Formeln, die zur Berechnung der Leistung eines Drehstrommotors verwendet werden, lassen einen wichtigen Schluss zu, dass Motoren unterschiedlich groß sein können, unterschiedliche Drehzahlen haben, aber letztendlich die gleiche Leistung haben.
Das erlaubtDesigner, um Modelle von Motoren zu erstellen, die unter einer Vielzahl von Bedingungen eingesetzt werden können.
Gleichstrommotor
Ein Gleichstrommotor ist eine Maschine, die aus Gleichstrom erh altene elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandelt. Das Funktionsprinzip hat wenig mit einer Asynchronmaschine zu tun.
Ein Gleichstrommotor besteht aus Stator, Anker und H alterung sowie Kontaktbürsten und Kommutator.
Kollektor - ein Gerät, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt (und umgekehrt).
Um die Nutzleistung einer solchen Einheit zu berechnen, die für die Ausführung von Arbeiten aufgewendet wird, reicht es aus, die Anker-EMK mit dem Ankerstrom zu multiplizieren:
- P=EaIa.
Wie Sie sehen können, ist die Berechnung der Leistung eines Gleichstrommotors viel einfacher als die Berechnungen eines Asynchronmotors.
