Quelqu'un doit calculer la puissance de l'unité motrice afin de calculer la taxe automobile. Il est important pour certains de calculer indépendamment la puissance du moteur du compresseur. Il est important que quelqu'un connaisse exactement la puissance de la machine afin de la comparer avec celle qui a été déclarée. En général, le calcul de la puissance et la sélection du moteur sont deux processus indissociables.
Ce ne sont pas les seules raisons pour lesquelles les automobilistes tentent de calculer indépendamment la puissance des moteurs de leurs voitures. C'est assez difficile à faire sans les formules nécessaires au calcul. Ils seront donnés dans cet article afin que chaque automobiliste puisse calculer par lui-même quelle est la puissance réelle du moteur de sa voiture.
Présentation
Il existe au moins quatre façons courantes de calculer la puissance d'un moteur à combustion interne. Dans ces méthodes, les paramètres suivants de l'unité de propulsion sont utilisés:
- Chiffres d'affaires.
- Volume.
- Torsioninstant.
- Pression effective à l'intérieur de la chambre de combustion.
Pour les calculs, vous devez connaître le poids de la voiture, ainsi que le temps d'accélération à 100 km/h.
Chacune des formules suivantes pour le calcul de la puissance du moteur comporte une erreur et ne peut pas donner un résultat précis à 100 %. Cela doit toujours être pris en compte lors de l'analyse des données reçues.
Si vous calculez la puissance en utilisant toutes les formules qui seront décrites dans l'article, vous pouvez connaître la valeur moyenne de la puissance réelle du moteur, et l'écart avec le résultat réel ne sera pas supérieur à 10 %.
Si l'on ne tient pas compte des diverses subtilités scientifiques liées à la définition des concepts techniques, alors on peut dire que la puissance est l'énergie générée par l'ensemble propulsif et convertie en couple sur l'arbre. Dans le même temps, la puissance est une valeur variable et sa valeur maximale est atteinte à une certaine vitesse de rotation de l'arbre (indiquée dans les données du passeport).
Dans les moteurs à combustion interne modernes, la puissance maximale est atteinte à 5, 5-6, 6 mille tours par minute. Elle est observée à la valeur effective moyenne la plus élevée de la pression dans les cylindres. La valeur de cette pression dépend des paramètres suivants:
- qualité du mélange de carburant;
- L'intégralité de la combustion;
- perte de carburant.
La puissance, en tant que quantité physique, est mesurée en watts, alors que dans l'industrie automobile, elle est mesurée en chevaux-vapeur. Les calculs décrits dans les méthodes ci-dessous donneront des résultats en kilowatts, puis ils devront être convertis en chevaux-vapeur en utilisantcalculateur-convertisseur spécial.
Power Through Torque
Une façon de calculer la puissance est de déterminer la dépendance du couple moteur sur le nombre de tours.
Tout moment en physique est le produit de la force sur l'épaule de son application. Le couple est le produit de la force que le moteur peut développer pour vaincre la résistance de la charge, par l'épaule de son application. C'est ce paramètre qui détermine la vitesse à laquelle le moteur atteint sa puissance maximale.
Le couple peut être défini comme le rapport du produit du volume de travail et de la pression effective moyenne dans la chambre de combustion à 0,12566 (constante):
- M=(Vworking Peffective)/0, 12566, où Vworking– cylindrée du moteur [l], Peffective – pression effective dans la chambre de combustion [bar].
Le régime moteur caractérise la vitesse de rotation du vilebrequin.
En utilisant les valeurs de couple moteur et de régime moteur, la formule de calcul de puissance moteur suivante peut être utilisée:
P=(Mn)/9549, où M est le couple [Nm], n est la vitesse de l'arbre [tr/min], 9549 est le facteur de proportionnalité
La puissance calculée est mesurée en kilowatts. Pour convertir la valeur calculée en chevaux-vapeur, vous devez multiplier le résultat par un facteur de proportionnalité de 1, 36.
Cette méthode de calcul consiste à n'utiliser que deux formules élémentaires, elle est donc considérée comme l'une des plus simples. C'est vrai, tu peux faire plusplus facile et utilisez la calculatrice en ligne, dans laquelle vous devez entrer certaines données sur la voiture et son bloc moteur.
Il convient de noter que cette formule de calcul de la puissance du moteur vous permet de calculer uniquement la puissance obtenue à la sortie du moteur, et non celle qui parvient réellement aux roues de la voiture. Quelle est la différence? Tant que la puissance (si vous la considérez comme un flux) atteint les roues, elle subit des pertes dans la boîte de transfert, par exemple. Les consommateurs secondaires comme un climatiseur ou un générateur jouent également un rôle important. Il est impossible de ne pas mentionner les pertes pour surmonter la résistance au levage, au roulement, ainsi que la résistance aérodynamique.
Cet inconvénient est en partie compensé par l'utilisation d'autres formules de calcul.
Puissance grâce à la taille du moteur
Il n'est pas toujours possible de déterminer le couple moteur. Parfois, les propriétaires de voitures ne connaissent même pas la valeur de ce paramètre. Dans ce cas, la puissance de l'unité de propulsion peut être trouvée à l'aide du volume du moteur.
Pour ce faire, vous devez multiplier le volume de l'unité par la vitesse du vilebrequin, ainsi que par la pression effective moyenne. La valeur résultante doit être divisée par 120:
- P=(VnPefficient)/120 où V est la cylindrée du moteur [cm3], n est la vitesse rotation du vilebrequin [tr/min], Peffective – pression effective moyenne [MPA], 120 – constante, facteur de proportionnalité.
C'est ainsi que la puissance du moteur d'une voiture est calculée avecen utilisant le volume de l'unité.
Le plus souvent, la valeur de Peffective dans les moteurs à essence d'un échantillon standard varie de 0,82 MPa à 0,85 MPa, dans les moteurs forcés - 0,9 MPa, et dans les unités diesel la la valeur de pression est comprise entre 0,9 MPa et 2,5 MPa.
Lorsque vous utilisez cette formule pour calculer la puissance réelle du moteur, convertissez kW en ch. s., il faut diviser la valeur résultante par un facteur égal à 0, 735.
Cette méthode de calcul est également loin d'être la plus compliquée et demande un minimum de temps et d'efforts.
Avec cette méthode, vous pouvez calculer la puissance du moteur de la pompe.
Puissance à travers le flux d'air
La puissance de l'appareil peut également être déterminée par le débit d'air. Certes, cette méthode de calcul n'est disponible que pour les propriétaires de voitures qui ont installé un ordinateur de bord qui vous permet d'enregistrer la consommation d'air à 5,5 mille tours en troisième vitesse.
Pour obtenir la puissance approximative du moteur, il faut diviser par trois la consommation obtenue dans les conditions ci-dessus. La formule ressemble à ceci:
P=G/3, où G est le débit d'air
Ce calcul caractérise le fonctionnement du moteur dans des conditions idéales, c'est-à-dire sans tenir compte des pertes de transmission, des consommateurs tiers et de la traînée aérodynamique. La puissance réelle est 10 voire 20% inférieure à celle calculée.
En conséquence, la quantité de débit d'air est déterminée en laboratoire sur un support spécial sur lequel la voiture est installée.
Les relevés des capteurs embarqués dépendent fortement de leur pollutionet de l'étalonnage.
Par conséquent, le calcul de la puissance du moteur en fonction des données de consommation d'air est loin d'être le plus précis et efficace, mais il est tout à fait approprié pour obtenir des données approximatives.
Puissance à travers la masse de la voiture et temps d'accélération à "des centaines"
Le calcul utilisant le poids de la voiture et sa vitesse d'accélération à 100 km/h est l'une des méthodes les plus simples pour calculer la puissance réelle du moteur, car le poids de la voiture et le temps d'accélération déclaré à "des centaines " sont les paramètres du passeport de la voiture.
Cette méthode est pertinente pour les moteurs fonctionnant avec tout type de carburant - essence, diesel, gaz - car elle ne prend en compte que la dynamique de l'accélération.
Lors du calcul, il est nécessaire de prendre en compte le poids du véhicule avec le conducteur. De plus, afin de rapprocher le plus possible le résultat du calcul du résultat réel, il convient de prendre en compte les pertes dépensées en freinage, en patinage, ainsi que la vitesse de réaction de la boîte de vitesses. Le type de lecteur joue également un rôle. Par exemple, les voitures à traction avant perdent environ 0,5 seconde au départ, les voitures à traction arrière de 0,3 seconde à 0,4 seconde.
Il reste à trouver une calculatrice sur le net pour calculer la puissance d'une voiture grâce à la vitesse d'accélération, saisir les données nécessaires et obtenir une réponse. Cela n'a aucun sens de donner les calculs mathématiques que fait la calculatrice, en raison de leur complexité.
Le résultat du calcul sera l'un des plus précis, proche de la réalité.
Cette méthode de calcul de la puissance réelle d'une voiture est considérée par beaucoup comme la plus pratique, car les propriétaires de voitures devront faire un minimum d'efforts - pour mesurer la vitesse d'accélération à100 km/h et entrez des données supplémentaires dans le calculateur automatique.
Autres types de moteurs
Ce n'est un secret pour personne que les moteurs sont utilisés non seulement dans les voitures, mais aussi dans l'industrie et même dans la vie de tous les jours. Des moteurs de différentes tailles peuvent être trouvés dans les usines - arbres d'entraînement - et dans les appareils électroménagers comme les hachoirs à viande automatiques.
Parfois, vous devez calculer la puissance réelle de tels moteurs. La procédure à suivre est décrite ci-dessous.
Il convient de noter tout de suite que le calcul de la puissance d'un moteur triphasé peut se faire comme suit:
- P=Mtorquen, où Mtorque est le couple et n est la vitesse de l'arbre.
Moteur à induction
L'unité asynchrone est un appareil dont la particularité est que la fréquence de rotation du champ magnétique créé par son stator est toujours supérieure à la fréquence de rotation de son rotor.
Le principe de fonctionnement d'une machine asynchrone est similaire au principe de fonctionnement d'un transformateur. Les lois de l'induction électromagnétique sont appliquées (la liaison de flux variable dans le temps de l'enroulement induit une FEM) et de l'ampère (une force électromagnétique agit sur un conducteur d'une certaine longueur, à travers lequel un courant circule dans un champ d'une certaine valeur d'induction).
Le moteur à induction se compose généralement d'un stator, d'un rotor, d'un arbre et d'un support. Le stator comprend les composants principaux suivants: enroulement, noyau, carter. Le rotor se compose d'un noyau et d'un enroulement.
La tâche principale d'un moteur à induction est de transformerl'énergie électrique, qui est fournie à l'enroulement du stator, en énergie mécanique, qui peut être extraite d'un arbre en rotation.
Puissance moteur asynchrone
Dans le domaine technique de la science, il existe trois types de pouvoir:
- full (indiqué par la lettre S);
- actif (indiqué par la lettre P);
- réactif (indiqué par la lettre Q).
La puissance totale peut être représentée comme un vecteur qui a une partie réelle et une partie imaginaire (il convient de rappeler la section de mathématiques relative aux nombres complexes).
La partie réelle est la puissance active qui est dépensée pour effectuer un travail utile comme la rotation de l'arbre, ainsi que pour générer de la chaleur.
La partie imaginaire est exprimée par la puissance réactive qui participe à la création du flux magnétique (indiqué par la lettre F).
C'est le flux magnétique qui sous-tend le principe de fonctionnement d'une unité asynchrone, d'un moteur synchrone, d'une machine à courant continu et d'un transformateur.
La puissance réactive est utilisée pour charger les condensateurs, créer un champ magnétique autour des selfs.
La puissance active est calculée comme le produit du courant et de la tension et du facteur de puissance:
P=IUcosφ
La puissance réactive est calculée comme le produit du courant et de la tension et du facteur de puissance déphasé de 90 °. Sinon, vous pouvez écrire:
Q=IUsinφ
La valeur de la puissance totale, si vous vous souvenez qu'elle peut être représentée sous forme de vecteur,peut être calculé en utilisant le théorème de Pythagore comme la somme racine des carrés de la puissance active et réactive:
S=(P2+Q2)1/2.
Si nous calculons la formule de la puissance totale sous sa forme générale, il s'avère que S est le produit du courant et de la tension:
S=IU
Le facteur de puissance cosφ est une valeur numériquement égale au rapport de la composante active à la puissance apparente. Pour trouver sinφ, connaissant cosφ, vous devez calculer la valeur de φ en degrés et trouver son sinus.
Il s'agit d'un calcul de puissance moteur standard basé sur le courant et la tension.
Calcul de la puissance d'un groupe asynchrone triphasé
Pour calculer la puissance utile sur l'enroulement du stator d'un moteur triphasé asynchrone, multipliez la tension de phase par le courant de phase et le facteur de puissance, et multipliez la valeur de puissance résultante par trois (par le nombre de phases):
- Pstator=3UfIfcosφ.
Calcul de la puissance el. d'un moteur actif, c'est-à-dire la puissance retirée de l'arbre du moteur, est produite comme suit:
- Psortie=Pstator – Pperte.
Les pertes suivantes se produisent dans un moteur à induction:
- électrique dans l'enroulement du stator;
- en acier de noyau de stator;
- électrique dans l'enroulement du rotor;
- mécanique;
- supplémentaire.
Pour calculer la puissance d'un moteur triphasé dans un enroulement de stator avec un réactifcaractère, il faut additionner les trois composantes de ce type de pouvoir, à savoir:
- puissance réactive consommée pour créer le flux de fuite de l'enroulement du stator;
- puissance réactive consommée pour créer le flux de fuite de l'enroulement du rotor;
- puissance réactive utilisée pour créer le flux principal.
La puissance réactive dans un moteur asynchrone est principalement dépensée pour créer un champ électromagnétique alternatif, mais une partie de la puissance est dépensée pour créer des flux parasites. Les flux parasites affaiblissent le flux magnétique principal et réduisent l'efficacité de l'unité asynchrone.
Puissance actuelle
Le calcul de la puissance du moteur à induction peut être effectué à l'aide des données actuelles. Pour ce faire, suivez ces étapes:
- Allumer le moteur.
- À l'aide d'un ampèremètre, mesurez le courant à chaque tour.
- Calculez la valeur moyenne du courant en fonction des résultats des mesures prises au deuxième paragraphe.
- Multipliez le courant moyen par la tension. Obtenez de l'énergie.
La puissance peut toujours être calculée comme le produit du courant et de la tension. Dans ce cas, il est important de savoir quelles valeurs de U et I doivent être prises. Dans ce cas, U est la tension d'alimentation, c'est une valeur constante, et I peut varier en fonction de l'enroulement (stator ou rotor) sur lequel le courant est mesuré, il est donc nécessaire de choisir sa valeur moyenne.
Puissance par taille
Le stator a de nombreux composants différents, dont l'un est le noyau. Pour calculer la puissance du moteur avecen utilisant les dimensions, procédez comme suit:
- Mesurer la longueur et le diamètre du noyau.
- Calculez la constante C, qui sera utilisée dans les calculs ultérieurs. C=(πDn)/(120f)
- Calculez la puissance P en utilisant la formule P=CD2ln10-6, où C est la constante calculée, D est le diamètre du noyau, n est la vitesse de rotation de l'arbre, l est la longueur du noyau.
Il est préférable d'effectuer toutes les mesures et tous les calculs avec une précision maximale afin que le calcul de la puissance du moteur d'entraînement électrique soit le plus proche possible de la réalité.
Puissance de traction
La puissance d'un moteur asynchrone peut également être déterminée à partir de la valeur de la force de traction. Pour ce faire, vous devrez mesurer le rayon du noyau (plus il est précis, mieux c'est), fixer la vitesse à laquelle l'arbre de l'unité tourne et également mesurer la force de traction du moteur à l'aide d'un dynamomètre.
Toutes les données doivent être remplacées par la formule suivante:
P=2πFnr, où F est la force de traction, n est la vitesse de rotation de l'arbre, r est le rayon du noyau
Nuance du moteur à induction
Toutes les formules ci-dessus, qui sont utilisées pour calculer la puissance d'un moteur triphasé, nous permettent de tirer une conclusion importante que les moteurs peuvent être de tailles différentes, avoir des vitesses différentes, mais finalement avoir la même puissance.
Cela permetconcepteurs pour créer des modèles de moteurs pouvant être utilisés dans une grande variété de conditions.
Moteur CC
Un moteur à courant continu est une machine qui convertit la puissance électrique reçue du courant continu en puissance mécanique. Le principe de son fonctionnement n'a pas grand-chose à voir avec une machine asynchrone.
Un moteur à courant continu se compose d'un stator, d'un induit et d'un support, ainsi que de balais de contact et d'un collecteur.
Collector - un appareil qui convertit le courant alternatif en courant continu (et vice versa).
Pour calculer la puissance utile d'une telle unité, qui est dépensée pour effectuer n'importe quel travail, il suffit de multiplier la FEM d'induit par le courant d'induit:
- P=EaIa.
Comme vous pouvez le voir, le calcul de la puissance d'un moteur à courant continu est beaucoup plus simple que les calculs effectués dans un moteur asynchrone.
