Alguém precisa calcular a potência da unidade motora para calcular o imposto do carro. É importante que alguns calculem independentemente a potência do motor do compressor. É importante que alguém saiba exatamente a potência da máquina para compará-la com a que foi declarada. Em geral, cálculo de potência e seleção de motor são dois processos inseparáveis.
Estas não são as únicas razões pelas quais os motoristas estão tentando calcular independentemente a potência dos motores de seus carros. Isso é bastante difícil de fazer sem as fórmulas necessárias para o cálculo. Eles serão dados neste artigo para que cada motorista possa calcular por si mesmo qual é a potência real do motor de seu carro.
Introdução
Existem pelo menos quatro maneiras comuns de calcular a potência de um motor de combustão interna. Nestes métodos, são utilizados os seguintes parâmetros da unidade de propulsão:
- Rotativas.
- Volume.
- Torcendomomento.
- Pressão efetiva dentro da câmara de combustão.
Para os cálculos, você precisa saber o peso do carro, bem como o tempo de aceleração até 100 km/h.
Cada uma das seguintes fórmulas para calcular a potência do motor tem algum erro e não pode fornecer um resultado 100% preciso. Isso deve sempre ser levado em consideração ao analisar os dados recebidos.
Se você calcular a potência usando todas as fórmulas que serão descritas no artigo, poderá descobrir o valor médio da potência real do motor, e a discrepância com o resultado real não será superior a 10 %.
Se não levarmos em conta as várias sutilezas científicas associadas à definição dos conceitos técnicos, podemos dizer que potência é a energia gerada pela unidade de propulsão e convertida em torque no eixo. Ao mesmo tempo, a potência é um valor variável e seu valor máximo é alcançado em uma determinada velocidade de rotação do eixo (indicada nos dados do passaporte).
Nos motores de combustão interna modernos, a potência máxima é alcançada em 5, 5-6, 6 mil rotações por minuto. É observado no maior valor médio efetivo de pressão nos cilindros. O valor desta pressão depende dos seguintes parâmetros:
- qualidade da mistura de combustível;
- Completação da combustão;
- perda de combustível.
A potência, como grandeza física, é medida em Watts, enquanto na indústria automotiva é medida em cavalos de potência. Os cálculos descritos nos métodos abaixo fornecerão resultados em quilowatts, então eles precisarão ser convertidos em cavalos usandoconversor de calculadora especial.
Potência Através do Torque
Uma maneira de calcular a potência é determinar a dependência do torque do motor em relação ao número de rotações.
Qualquer momento na física é o produto da força no ombro de sua aplicação. O torque é o produto da força que o motor pode desenvolver para vencer a resistência da carga, pelo ress alto de sua aplicação. É este parâmetro que determina a rapidez com que o motor atinge sua potência máxima.
Torque pode ser definido como a razão entre o produto do volume de trabalho e a pressão efetiva média na câmara de combustão para 0,12566 (constante):
- M=(Vtrabalhando Pefetivo)/0, 12566, onde Vtrabalhando– cilindrada do motor [l], Pefetiva – pressão efetiva na câmara de combustão [bar].
Velocidade do motor caracteriza a velocidade de rotação do virabrequim.
Usando os valores de torque e RPM do motor, a seguinte fórmula de cálculo de potência do motor pode ser usada:
P=(Mn)/9549, onde M é torque [Nm], n é velocidade do eixo [rpm], 9549 é fator de proporcionalidade
A potência calculada é medida em quilowatts. Para converter o valor calculado em cavalos de potência, você precisa multiplicar o resultado por um fator de proporcionalidade de 1, 36.
Este método de cálculo consiste em utilizar apenas duas fórmulas elementares, por isso é considerado um dos mais simples. Verdade, você pode fazer maismais fácil e use a calculadora online, na qual você precisa inserir certos dados sobre o carro e sua unidade de motor.
Vale a pena notar que esta fórmula para calcular a potência do motor permite calcular apenas a potência que é obtida na saída do motor, e não aquela que realmente chega às rodas do carro. Qual é a diferença? Enquanto a potência (se você pensar nisso como um fluxo) atingir as rodas, ela sofrerá perdas na caixa de transferência, por exemplo. Os consumidores secundários, como um ar condicionado ou um gerador, também desempenham um papel significativo. É impossível não mencionar as perdas para superar a resistência ao levantamento, rolamento, bem como a resistência aerodinâmica.
Esta desvantagem é parcialmente compensada pelo uso de outras fórmulas de cálculo.
Potência através do tamanho do motor
Nem sempre é possível determinar o torque do motor. Às vezes, os proprietários de carros nem sabem o valor desse parâmetro. Neste caso, a potência da unidade de propulsão pode ser encontrada usando o volume do motor.
Para fazer isso, você precisa multiplicar o volume da unidade pela velocidade do virabrequim, bem como pela pressão efetiva média. O valor resultante deve ser dividido por 120:
- P=(VnPeficiente)/120 onde V é o deslocamento do motor [cm3], n é a velocidade rotação do virabrequim [rpm], Pefetiva – pressão efetiva média [MPA], 120 – constante, fator de proporcionalidade.
É assim que a potência do motor de um carro é calculada comusando a unidade de volume.
Na maioria das vezes, o valor de Pefetivo em motores a gasolina de uma amostra padrão varia de 0,82 MPa a 0,85 MPa, em motores forçados - 0,9 MPa, e em unidades a diesel o o valor da pressão está entre 0,9 MPa e 2,5 MPa.
Ao usar esta fórmula para calcular a potência real do motor, para converter kW em hp. s., é necessário dividir o valor resultante por um fator igual a 0, 735.
Este método de cálculo também está longe de ser o mais complicado e requer um mínimo de tempo e esforço.
Usando este método, você pode calcular a potência do motor da bomba.
Potência através do fluxo de ar
A potência da unidade também pode ser determinada pelo fluxo de ar. É verdade que este método de cálculo está disponível apenas para os proprietários de automóveis que possuem um computador de bordo instalado que permite registrar o consumo de ar a 5,5 mil rotações em terceira marcha.
Para obter a potência aproximada do motor, é necessário dividir por três o consumo obtido nas condições acima. A fórmula fica assim:
P=G/3, onde G é a vazão de ar
Esse cálculo caracteriza o funcionamento do motor em condições ideais, ou seja, sem levar em consideração as perdas de transmissão, consumidores de terceiros e arrasto aerodinâmico. A potência real é 10 ou até 20% menor que a calculada.
Assim, a quantidade de fluxo de ar é determinada no laboratório em um suporte especial no qual o carro está instalado.
As leituras dos sensores a bordo dependem fortemente de sua poluiçãoe da calibração.
Portanto, calcular a potência do motor com base nos dados de consumo de ar está longe de ser o mais preciso e eficaz, mas é bastante adequado para obter dados aproximados.
Potência através da massa do carro e tempo de aceleração para "centenas"
Cálculo usando o peso do carro e sua velocidade de aceleração para 100 km/h é um dos métodos mais simples para calcular a potência real do motor, pois o peso do carro e o tempo de aceleração declarado para "centenas " são os parâmetros do passaporte do carro.
Este método é relevante para motores que funcionam com qualquer tipo de combustível - gasolina, diesel, gasolina - porque leva em consideração apenas a dinâmica da aceleração.
No cálculo é necessário levar em consideração o peso do veículo junto com o motorista. Além disso, para aproximar o resultado do cálculo o mais próximo possível do real, vale levar em consideração as perdas gastas na frenagem, escorregamento, bem como a velocidade de reação da caixa de câmbio. O tipo de unidade também desempenha um papel. Por exemplo, carros com tração dianteira perdem cerca de 0,5 segundos na partida, carros com tração traseira de 0,3 segundos para 0,4 segundos.
Resta encontrar uma calculadora na net para calcular a potência de um carro através da velocidade de aceleração, inserir os dados necessários e obter uma resposta. Não faz sentido dar os cálculos matemáticos que a calculadora faz, por causa de sua complexidade.
O resultado do cálculo será um dos mais precisos, próximo do real.
Este método de calcular a potência real de um carro é considerado por muitos como o mais conveniente, porque os proprietários de carros terão que fazer um esforço mínimo - medir a velocidade de aceleração para100 km/h e insira dados adicionais na calculadora automática.
Outros tipos de motor
Não é nenhum segredo que os motores são usados não apenas em carros, mas também na indústria e até mesmo na vida cotidiana. Motores de vários tamanhos podem ser encontrados em fábricas - eixos motrizes - e em eletrodomésticos como moedores de carne automáticos.
Às vezes você precisa calcular a potência real de tais motores. Como fazer isso está descrito abaixo.
Vale a pena notar imediatamente que o cálculo da potência de um motor trifásico pode ser feito da seguinte forma:
- P=Mtorquen, onde Mtorque é o torque e n é a velocidade do eixo.
Motor de indução
Unidade assíncrona é um dispositivo cuja peculiaridade é que a frequência de rotação do campo magnético criado por seu estator é sempre maior que a frequência de rotação de seu rotor.
O princípio de operação de uma máquina assíncrona é semelhante ao princípio de operação de um transformador. As leis da indução eletromagnética são aplicadas (a ligação de fluxo variável no tempo do enrolamento induz um EMF nele) e Ampere (uma força eletromagnética atua em um condutor de um determinado comprimento, através do qual uma corrente flui em um campo com um determinado valor de indução).
Motor de indução geralmente consiste em um estator, rotor, eixo e suporte. O estator inclui os seguintes componentes principais: enrolamento, núcleo, carcaça. O rotor consiste em um núcleo e um enrolamento.
A principal tarefa de um motor de indução é transformarenergia elétrica, que é fornecida ao enrolamento do estator, em energia mecânica, que pode ser removida de um eixo rotativo.
Potência do motor assíncrono
No campo técnico da ciência, existem três tipos de poder:
- full (indicado pela letra S);
- ativo (indicado pela letra P);
- reativo (indicado pela letra Q).
A potência total pode ser representada como um vetor que possui uma parte real e uma imaginária (vale lembrar a seção de matemática relacionada aos números complexos).
A parte real é a potência ativa que é gasta em trabalhos úteis, como girar o eixo, além de gerar calor.
A parte imaginária é expressa pela potência reativa que participa da criação do fluxo magnético (indicado pela letra F).
É o fluxo magnético subjacente ao princípio de funcionamento de uma unidade assíncrona, um motor síncrono, uma máquina CC e um transformador.
A potência reativa é usada para carregar capacitores, criar um campo magnético em torno de bobinas.
A potência ativa é calculada como o produto da corrente e tensão e fator de potência:
P=IUcosφ
A potência reativa é calculada como o produto da corrente e tensão e fator de potência 90° fora de fase. Caso contrário, você pode escrever:
Q=IUsinφ
O valor da potência total, se você lembrar que pode ser representado como um vetor,pode ser calculado usando o teorema de Pitágoras como a raiz da soma dos quadrados da potência ativa e reativa:
S=(P2+Q2)1/2.
Se calcularmos a fórmula da potência total na forma geral, verifica-se que S é o produto da corrente pela tensão:
S=IU
O fator de potência cosφ é um valor numericamente igual à razão entre o componente ativo e a potência aparente. Para encontrar senφ, conhecendo cosφ, você precisa calcular o valor de φ em graus e encontrar seu seno.
Este é um cálculo padrão de potência do motor baseado em corrente e tensão.
Cálculo da potência de uma unidade assíncrona trifásica
Para calcular a potência útil no enrolamento do estator de um motor trifásico assíncrono, multiplique a tensão de fase pela corrente de fase e o fator de potência e multiplique o valor de potência resultante por três (pelo número de fases):
- Pstator=3UfIfcosφ.
Cálculo de potência el. de um motor ativo, ou seja, a potência que é retirada do eixo do motor, é produzida da seguinte forma:
- Psaída=Pestator – Pperda.
As seguintes perdas ocorrem em um motor de indução:
- elétrico no enrolamento do estator;
- em aço do núcleo do estator;
- elétrico no enrolamento do rotor;
- mecânico;
- adicional.
Para calcular a potência de um motor trifásico em um enrolamento do estator compersonagem, é necessário adicionar os três componentes deste tipo de poder, a saber:
- potência reativa consumida para criar o fluxo de fuga do enrolamento do estator;
- potência reativa consumida para criar o fluxo de fuga do enrolamento do rotor;
- potência reativa usada para criar o fluxo principal.
A potência reativa em um motor assíncrono é gasta principalmente na criação de um campo eletromagnético alternado, mas parte da potência é gasta na criação de fluxos dispersos. Os fluxos dispersos enfraquecem o fluxo magnético principal e reduzem a eficiência da unidade assíncrona.
Potência atual
O cálculo da potência do motor de indução pode ser feito usando os dados atuais. Para fazer isso, siga estas etapas:
- Ligue o motor.
- Usando um amperímetro, meça a corrente em cada volta.
- Calcule o valor médio da corrente com base nos resultados das medições feitas no segundo parágrafo.
- Multiplique a corrente média pela tensão. Obtenha poder.
A potência sempre pode ser calculada como o produto da corrente pela tensão. Nesse caso, é importante saber quais valores de U e I devem ser tomados. Neste caso, U é a tensão de alimentação, é um valor constante, e I pode variar dependendo de qual enrolamento (estator ou rotor) a corrente é medida, então é necessário escolher seu valor médio.
Potência por tamanho
O estator tem muitos componentes diferentes, um dos quais é o núcleo. Para calcular a potência do motor comusando dimensões, faça o seguinte:
- Meça o comprimento e o diâmetro do núcleo.
- Calcule a constante C, que será usada em cálculos posteriores. C=(πDn)/(120f)
- Calcule a potência P usando a fórmula P=CD2ln10-6, onde C é o constante calculada, D é o diâmetro do núcleo, n é a velocidade de rotação do eixo, l é o comprimento do núcleo.
É melhor fazer todas as medições e cálculos com a máxima precisão para que o cálculo da potência do motor elétrico de acionamento seja o mais próximo possível da realidade.
Potência de tração
A potência de um motor assíncrono também pode ser determinada usando o valor da força de tração. Para fazer isso, você precisará medir o raio do núcleo (quanto mais preciso, melhor), fixar a velocidade em que o eixo da unidade gira e também medir a força de tração do motor usando um dinamômetro.
Todos os dados devem ser substituídos na seguinte fórmula:
P=2πFnr, onde F é a força de tração, n é a velocidade de rotação do eixo, r é o raio do núcleo
Nuance do motor de indução
Todas as fórmulas acima, que são usadas para calcular a potência de um motor trifásico, nos permitem tirar uma importante conclusão de que os motores podem ser de tamanhos diferentes, ter velocidades diferentes, mas, em última análise, ter a mesma potência.
Isso permitedesigners para criar modelos de motores que podem ser usados em uma ampla variedade de condições.
motor CC
Um motor CC é uma máquina que converte a energia elétrica recebida da corrente contínua em energia mecânica. O princípio de seu funcionamento tem pouco a ver com uma máquina assíncrona.
Um motor CC consiste em um estator, armadura e suporte, além de escovas de contato e um comutador.
Coletor - um dispositivo que converte corrente alternada em corrente contínua (e vice-versa).
Para calcular a potência útil de tal unidade, que é gasta na realização de qualquer trabalho, basta multiplicar a EMF da armadura pela corrente da armadura:
- P=EaIa.
Como você pode ver, o cálculo da potência de um motor CC é muito mais simples do que os cálculos feitos em um motor assíncrono.
