Տարբերությունը մոմենտի և հզորության միջև...

Տարբերությունը ոլորող մոմենտ ստեղծելու և հզորության միջև շատ հետաքրքրասերների հարցն է: Եվ դա հասկանալի է, քանի որ այս երկու տվյալները մեր մեքենաների տեխնիկական տվյալների թերթերում ամենաուսումնասիրվածներից են։ Հետաքրքիր կլիներ անդրադառնալ դրա վրա, նույնիսկ եթե դա պարտադիր չէ, որ լինի ամենաակնհայտը...

Նախ պարզաբանենք, որ զույգն արտահայտվում է Նյուտոն. Հաշվիչ և ուժ մեջ Ձիաուժ (երբ մենք խոսում ենք մեքենայի մասին, քանի որ գիտությունը և մաթեմատիկան օգտագործում են Watt)

Արդյո՞ք դա տարբերություն է:

Փաստորեն, հեշտ չի լինի առանձնացնել այս երկու փոփոխականները, քանի որ դրանք կապված են միմյանց հետ։ Դա նման է այն հարցին, թե ինչ տարբերություն հացի և ալյուրի միջև: Դա այնքան էլ իմաստ չունի, քանի որ ալյուրը հացի մի մասն է։ Ավելի լավ կլինի բաղադրիչները համեմատել միմյանց հետ (օրինակ՝ ջուրն ընդդեմ ալյուրի մի պտղունցով), քան բաղադրիչը համեմատել պատրաստի արտադրանքի հետ:

Փորձենք բացատրել այս ամենը, բայց միևնույն ժամանակ հասկացնել, որ ձեր կողմից ցանկացած օգնություն (էջի ներքևի մեկնաբանությունների միջոցով) ողջունելի է։ Որքան շատ տարբեր եղանակներ բացատրվեն, այնքան ավելի շատ ինտերնետ օգտագործողներ կհասկանան այս երկու հասկացությունների միջև կապը:

Հզորությունը զուգակցման (մի քիչ ծանր ձեւակերպում, լավ գիտեմ...) ռոտացիոն արագության արդյունք է։

Մաթեմատիկորեն սա տալիս է հետևյալը.

( π X պտտող մոմենտ Nm X ռեժիմում) / 1000 / 30 = Հզորությունը կՎտ-ով (որը թարգմանվում է որպես ձիաուժ, եթե մենք հետագայում ցանկանում ենք ունենալ «ավելի ավտոմոբիլային հայեցակարգ»):

Այստեղ մենք սկսում ենք հասկանալ, որ դրանք համեմատելը գրեթե անհեթեթություն է:

Ոլորող մոմենտ/հզորության կորի ուսումնասիրություն

Չկա ավելի լավ բան, քան էլեկտրական շարժիչը, որպեսզի լիովին հասկանա ոլորող մոմենտների և հզորության միջև կապը, ավելի ճիշտ, թե ինչպես է կապը ոլորող մոմենտ ստեղծելու և RPM-ի միջև:

Տեսեք, թե որքան տրամաբանական է էլեկտրական շարժիչի ոլորող մոմենտների կորը, որը շատ ավելի հեշտ է հասկանալ, քան ջերմային շարժիչի կորը: Այստեղ մենք տեսնում ենք, որ հեղափոխության սկզբում մենք ապահովում ենք մշտական ​​և առավելագույն ոլորող մոմենտ, ինչը մեծացնում է հզորության կորը։ Տրամաբանական է, որ ինչքան շատ ուժ գործադրեմ պտտվող առանցքի վրա, այնքան ավելի արագ կպտտվի այն (հետևաբար ավելի մեծ ուժ): Մյուս կողմից, երբ մոմենտը նվազում է (երբ ես ավելի ու ավելի քիչ եմ սեղմում պտտվող առանցքի վրա, այնուամենայնիվ, շարունակում եմ սեղմել), հզորության կորը սկսում է նվազել (չնայած պտտման արագությունը շարունակում է նվազել): Աճ). Ըստ էության, ոլորող մոմենտը «արագացման ուժն» է, իսկ հզորությունը այն գումարն է, որը միավորում է այս ուժը և շարժվող մասի պտտման արագությունը (անկյունային արագություն):

Արդյո՞ք զույգը ստանում է ամեն ինչ:

Ոմանք շարժիչները համեմատում են միայն իրենց ոլորող մոմենտով կամ գրեթե: Իրականում սա թյուր կարծիք է...

Օրինակ, եթե համեմատեմ բենզինային շարժիչը, որը զարգացնում է 350 Նմ 6000 պտույտ/րոպեում դիզելային շարժիչի հետ, որը զարգացնում է 400 Նմ 3000 պտույտ/րոպեում, կարող ենք մտածել, որ դա դիզելն է, որը կունենա ամենաշատ արագացման ուժը: Դե, ոչ, բայց մենք կվերադառնանք սկզբին, գլխավորը ուժն է: Շարժիչները համեմատելու համար պետք է օգտագործվի միայն հզորությունը (իդեալական է կորերի հետ…Որովհետև բարձր գագաթնակետային հզորությունը ամեն ինչ չէ):

Իրոք, մինչդեռ ոլորող մոմենտը ցույց է տալիս միայն առավելագույն ոլորող մոմենտ, հզորությունը ներառում է և՛ ոլորող մոմենտը, և՛ շարժիչի արագությունը, այնպես որ մենք ունենք ամբողջ տեղեկատվությունը (միայն ոլորող մոմենտը միայն մասնակի ցուցում է):

Եթե ​​վերադառնանք մեր օրինակին, ապա կարող ենք ասել, որ դիզելը կարող է հպարտանալ 400 Նմ 3000 պտույտ/րոպե արագությամբ ապահովելով: Բայց մի մոռացեք, որ 6000 պտույտ/րոպեում հաստատ չի կարող 100 Նմ-ից ավելի լարել (բաց թողնենք, որ նավթը չի կարող բարձրանալ մինչև 6000 տ), մինչդեռ բենզինը դեռ կարող է 350 Նմ հանգցնել այդ արագությամբ: Այս օրինակում մենք համեմատում ենք 200 ձիաուժ հզորությամբ դիզելային շարժիչը: 400 ձիաուժ բենզինային շարժիչով (նշված ոլորող մոմենտներից ստացված թվերը), մեկից կրկնակի:

Մենք միշտ հիշում ենք, որ որքան ավելի արագ է պտտվում առարկան (կամ առաջ է շարժվում), այնքան ավելի դժվար է նրան ստիպել նույնիսկ արագություն հավաքել: Այսպիսով, շարժիչը, որը զարգացնում է զգալի ոլորող մոմենտ բարձր արագությամբ, ցույց է տալիս, որ այն ունի ավելի շատ ուժ և ռեսուրսներ:

Բացատրություն օրինակով

Ես մի փոքր գաղափար ունեի փորձել և պարզել այդ ամենը, հուսալով, որ դա այնքան էլ վատ չէր: Երբևէ փորձե՞լ եք ձեր մատներով կանգնեցնել ցածր հզորության շարժիչը (փոքր օդափոխիչ, Mecano հանդերձանքի շարժիչ, երբ փոքր էիք և այլն):

Այն կարող է արագ պտտվել (ասենք՝ 240 պտույտ/րոպե կամ 4 պտույտ վայրկյանում), մենք կարող ենք հեշտությամբ կանգնեցնել այն՝ չվնասելով այն (այն մի փոքր հարվածում է, եթե կան պտուտակների սայրեր)։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ դրա ոլորող մոմենտն այնքան էլ կարևոր չէ, և, հետևաբար, նրա հզորությունը վտներով (սա վերաբերում է խաղալիքների և այլ փոքր աքսեսուարների համար նախատեսված փոքր էլեկտրական շարժիչներին):

Մյուս կողմից, եթե նույն արագությամբ (240 rpm) ես չկարողանամ կանգնեցնել այն, դա նշանակում է, որ այն կունենա ավելի մեծ ոլորող մոմենտ, որը նույնպես կհանգեցնի վերջնական հզորության (երկուսն էլ մաթեմատիկորեն կապված են, դա նման է հաղորդակցվող անոթների): Բայց արագությունը մնաց նույնը։ Այսպիսով, մեծացնելով շարժիչի ոլորող մոմենտը, ես մեծացնում եմ նրա հզորությունը, քանի որ մոտավորապես

Զույգ

X

Ռոտացիայի արագությունը

= Ուժ. (կամայականորեն պարզեցված բանաձև՝ օգնելու հասկանալ. Pi-ն և վերը նշված բանաձևում տեսանելի որոշ փոփոխականներ հեռացվել են)

Այսպիսով, նույն տրված հզորության համար (ասենք 5 վտ, բայց ում է հետաքրքրում) ես կարող եմ ստանալ կամ.

• Շարժիչ, որը դանդաղ է պտտվում (ինչպես վայրկյանում 1 պտույտ), բարձր պտտող պտույտով, որը մի փոքր ավելի դժվար կլինի կանգնեցնել ձեր մատներով (այն արագ չի աշխատում, բայց բարձր պտտող պտույտը տալիս է նրան զգալի ուժ)
• Կամ շարժիչ, որն աշխատում է 4 պտույտով, բայց ավելի քիչ պտտող մոմենտով: Այստեղ ցածր ոլորող մոմենտը փոխհատուցվում է ավելի բարձր արագությամբ՝ տալով ավելի շատ իներցիա: Բայց ավելի հեշտ կլինի կանգ առնել մատներով՝ չնայած ավելի բարձր արագությանը։

Ի վերջո, երկու շարժիչներն ունեն նույն հզորությունը, բայց չեն աշխատում նույն կերպ (հզորությունը տարբեր կերպ է գալիս, բայց օրինակը դա այնքան էլ ներկայացուցչական չէ, քանի որ այն սահմանափակվում է որոշակի արագությամբ: Մեքենայում արագությունը անընդհատ փոխվում է: , առաջացնելով հզորության և ոլորող մոմենտների հայտնի կորերը. պահ): Մեկը դանդաղ է պտտվում, մյուսը՝ արագ... Դիզելի ու բենզինի տարբերությունը փոքր է։

Եվ դրա համար էլ բեռնատարներն աշխատում են դիզելային վառելիքով, քանի որ դիզելն ունի մեծ պտտող մոմենտ՝ ի վնաս նրա պտտման արագության (շարժիչի առավելագույն արագությունը շատ ավելի ցածր է)։ Իրոք, պետք է կարողանալ առաջ շարժվել, չնայած շատ ծանր կցասայլին, առանց շարժիչին կշտամբելու, ինչպես բենզինի դեպքում (պետք է բարձրանայիր աշտարակներ և խենթի պես խաղալ կալանքով): Դիզելն ապահովում է առավելագույն ոլորող մոմենտ ցածր պտույտների դեպքում՝ հեշտացնելով քարշակը և թույլ տալով դուրս գալ անշարժ մեքենայից:

Հզորության, պտտման և շարժիչի արագության միջև կապը

Ահա տեխնիկական ներդրումը, որը կիսվել է օգտվողի կողմից մեկնաբանությունների բաժնում: Ինձ խելամիտ է թվում այն ​​ուղղակի հոդվածի մեջ մտցնելը։

Ֆիզիկական քանակներով խնդիրը չբարդացնելու համար.

Հզորությունը ծնկաձև լիսեռի պտտման և ծնկաձև լիսեռի արագության արտադրյալն է ռադիաններով/վրկ:

(հիշեք, որ ծնկաձև լիսեռի 2 պտույտի համար 6.28° կա 1 * պի ռադիան = 360 ռադիան:

Այսպիսով, P = M * W

P -> հզորությունը [W]

M -> ոլորող մոմենտ [Nm] (Նյուտոն մետր)

W (օմեգա) - անկյունային արագություն ռադիաններով / վրկ W = 2 * Pi * F

Pi = 3.14159 և F = ծնկաձև լիսեռի արագությունը t/s-ով:

Գործնական օրինակ

Շարժիչի ոլորող մոմենտ M՝ 210 Նմ

Շարժիչի արագությունը՝ 3000 rpm -> հաճախականությունը = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 տ/վ = 314 ռադիան/վ

Վերջնական Au՝ P = M * W = 210 Նմ * 314 ռադ / վ = 65940 Վտ = 65,94 կՎտ

Փոխարկել CV-ի (ձիաուժ) 1 ձիաուժ = 736 Վ

CV-ում մենք ստանում ենք 65940W / 736W = 89.6CV:

(Հիշենք, որ 1 ձիաուժը ձիու միջին հզորությունն է, որը անընդհատ վազում է առանց կանգ առնելու (մեխանիկայի մեջ դա կոչվում է անվանական հզորություն):

Այսպիսով, երբ մենք խոսում ենք 150 ձիաուժ հզորությամբ մեքենայի մասին, անհրաժեշտ է բարձրացնել շարժիչի արագությունը մինչև 6000 rpm ոլորող մոմենտով, որը մնում է սահմանափակ կամ նույնիսկ փոքր-ինչ կրճատված մինչև 175 Նմ:

Փոխանցման տուփի շնորհիվ, որը ոլորող մոմենտ փոխարկիչ է, և դիֆերենցիալը, մենք ունենք պտտվող մոմենտների աճ մոտ 5 անգամ։

Օրինակ, 1-ին փոխանցման դեպքում շարժիչի պտտվող պտույտը ծնկաձև լիսեռի վրա 210 Նմ կտա 210 Նմ * 5 = 1050 Նմ 30 սմ բարձրությամբ անիվի եզրագծի վրա, դա կտա 1050 Նմ / 0.3 մ = 3500 Նմ քաշող ուժ:

Ֆիզիկայի մեջ F = m * a = 1 կգ * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Երկրի արագացումը 9.81 m / s2 1G)

Այսպիսով, 1 N-ը համապատասխանում է 1 կգ / 9.81 մ / վ2 = 0.102 կգ ուժի:

3500 N * 0.102 = 357 կգ ուժ, որը մեքենան հրում է զառիթափ լանջով:

Հուսով եմ, որ այս մի քանի բացատրությունները կամրապնդեն ձեր գիտելիքները հզորության և մեխանիկական ոլորող մոմենտ հասկացությունների վերաբերյալ: