Зависимость мощности двигателя от расхода воздуха

Содержание
  1. Зависимость мощности двигателя от расхода воздуха
  2. Главное меню
  3. Судовые двигатели
  4. Зависимость мощности двигателя от расхода воздуха
  5. Как рассчитать мощность через крутящий момент
  6. Как рассчитать мощность по объему двигателя
  7. Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
  8. Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
  9. Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
  10. Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля
  11. Как рассчитать мощность через крутящий момент
  12. Как рассчитать мощность по объему двигателя
  13. Расчет мощности двигателя по расходу воздуха
  14. Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни
  15. Расчет мощности ДВС по производительности форсунок
  16. Часто задаваемые вопросы
  17. Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?
  18. Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?
  19. Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?
  20. Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Зависимость мощности двигателя от расхода воздуха

Главное меню

Судовые двигатели

Для расчета мощности компрессора по формуле (3.5) требуется знать G в для степени повышения давления р 2 / р 1 определяемой типом двигателя. Расчет массового расхода воздуха через двига­тель относится к важнейшим предпосылкам для проектирова­ния компрессора. Сначала выполняется прикидочный расчет массового расхода воздуха исходя из мощности двигателя и при­нятого коэффициента избытка воздуха для сгорания.

С целью упрощения последующие расчеты будут выполняться применительно к работе двигателя на жидком топливе, при этом принимается, что нагнетатель сжимает только воздух; при нагне­тании смеси объем топлива не учитывается по сравнению с объ­емом воздуха. Массовый расход воздуха определяется исходя из минимально потребного количества воздуха для полного сгора­ния L , коэффициента избытка воздуха ? и массового расхода топлива G топ :

G в = С топ ? L кг/с, кг/ч.

Аналогично удельному расходу топлива g e = G топ /N e можно определить удельный расход воздуха

Например, для двигателя с принудительным зажиганием, имеющего ? = 1, удельный расход воздуха составит: 0,25 ? кг топлива / л. с. ч. ? 1 ? 14,5 кг воздуха / кг топлива = 3,62 кг воздуха / л. с. ч..

Для расчета массового расхода воздуха целесообразнее использовать удельный индикаторный расход топлива g i , т. е. расход топлива, отнесенный к индикаторной мощности, так как его значение не изменяется так сильно, как значение эффектив­ного расхода топлива g i :

Для газойля L равняется 14. 14,3; для бензина — приблизительно 14,5 кг воздуха/кг топлива. Меха­нический к. п. д. двига­теля ? m при полной на­грузке в зависимости от размеров двигателя и ча­стоты вращения составляет 0,75 . 0,85.

Удельный расход топ­лива является в принципе величиной, обратной к. п. д. Взаимосвязь между удель­ным расходом топлива (безразлично, индикаторного, эффективного или отнесенного к мощности совершенного двигателя) и к.п.д. ? выражается следующим уравнением:

При низшей теплоте сгорания 4,1868?10 7 Дж/кг (10 000 ккал/кг) зависимость между к. п. д. и массовым расходом топлива прини­мает вид:

По приведенному выше определению, ? — это суммарный коэффициент избытка воздуха, т. е. определяемый исходя из общего расхода воздуха G в (включая массовый расход воздуха на продувку). Для лучшего отличия эту величину будем далее обозначать ? с . Взаимосвязь между коэффициентом избытка воз­духа ? и индикаторным расходом топлива g i видна из табл. 3.1.

Во второй и третьей графах этой таблицы приведены сред­ние значения удельных расходов топлива по литературным и экспериментальным данным, а в четвертой графе — полученные при расчете по эмпирической формуле Ваншейдта ? i = ? i0 ? 1/? , в которой принято ? i0 = 0,33, и по уравнению (3.8). При этом г); о является теоретическим значением, которое получается для коэффициента избытка воздуха, равного единице.

На рис. 3.4 табличные значения показаны графически. Приведенные значе­ния следует рассматривать лишь как ориентировочные, поскольку остались неучтенными влияния степени сжатия (сорт топлива), способа сгорания (у дизеля — предкамера, непосредственный впрыск) и размеров цилиндра.

Приведем примеры расчета удельного расхода воздуха по уравнению (3.7) для двигателей различных типов.

Четырехтактный двигатель с принудительным зажиганием без наддува: g в = 0,238?1,1?14,5/0,8 = 4,75 кг/кВт?ч [3,49 кг/(л. с. ч)].

Четырехтактный дизель малых размеров с предкамерой, без наддува: g в = 0,232?1,3?14,3/0,8 = 5,34 кг/кВт?ч [3,93 кг/(л. с. ч)].

Четырехтактный дизель средних размеров без наддува и без продувки: g в = 0,197?1,7?14,3/0,82 = 5,84 кг/кВт?ч [4,3 кг/(л. с. ч)].

Для четырехтактного дизеля с наддувом и продувкой суммарный коэффи­циент избытка воздуха складывается из коэффициента избытка воздуха для сгора­ния и коэффициента продувочного воздуха: g в = 0,190 (1,8 + 0,4) 14,3/0,85 = 7,03 кг/(кВт?ч) [5,17 кг/(л. с. ч)];

для двухтактного дизеля больших размеров с продувкой (без наддува): g в = 0,1835 (2,2 + 1,0) 14,3/0,85 = 9,88 кг/(кВт?ч) [7,27 кг/(л. с. ч)].

Полученные величины удельного расхода воздуха являются ориентировоч­ными и могут отклоняться как в большую, так и в меньшую сторону.

В уравнении (3.5) для определения мощности компрессора G в заменяется на g в N е :

Читайте также:  Потряхивает двигатель на холостых фабия

Приме р. Двигатель с принудительным зажиганием, механическим над­дувом (без продувки) имеет следующие параметры: N е = 200 кВт; H ад = 4 ? 10 4 Н?м/кг (соответствует давлению наддува 1,55 бар); ? к = 0,55. Тогда мощность компрессора

Источник

Зависимость мощности двигателя от расхода воздуха

5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

  • обороты двигателя,
  • объем мотора,
  • крутящий момент,
  • эффективное давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь не те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.
Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент
Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).

Обороты двигателя — Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:
Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах оставляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Gв [кг]/3=P[л.с.]

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Читайте также:  Основные неисправности системы питания инжекторного двигателя и их причины

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от

того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).
Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Источник

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

Рассмотрим 5 популярных способа как вычислить мощность двигателя автомобиля используя такие данные как:

  • обороты двигателя,
  • объем мотора,
  • крутящий момент,
  • эффективное давление в камере сгорания,
  • расход топлива,
  • производительность форсунок,
  • вес машины
  • время разгона до 100 км.

Каждая из формул, по которой будет производиться расчет мощности двигателя автомобиля довольно относительная и не может со 100% точностью определить реальную лошадиную силу движущую машину. Но произведя подсчеты каждым из приведенных гаражных вариантов, опираясь на те или иные показатели, можно рассчитать, по крайней мене, среднее значение будь-то стоковый или тюнингованный движок, буквально с 10-ти процентной погрешностью.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, она преобразуется в крутящий момент на выходном валу ДВС. Это не постоянная величина. Рядом со значениями максимальной мощности всегда указываются обороты, при которых можно её достигнуть. Точкой максимума достигается при наибольшем среднее эффективном давлении в цилиндре (зависит от качества наполнения свежей топливной смесью, полноты сгорания и тепловых потерь). Наибольшую мощность современные моторы выдают в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере измерять мощность двигателя принято в лошадиных силах. Поэтому поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах вам понадобится калькулятор перевода кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой расчет мощности двигателя авто можно определить по зависимости крутящего момента и оборотов.

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо ее приложения, которую может выдать двигатель для преодоления тех или иных сопротивлений движению. Определяет быстроту достижения мотором максимальной мощности. Расчетная формула крутящего момента от объема двигателя:

Мкр = VHхPE/0,12566, где

  • VH – рабочий объем двигателя (л),
  • PE – среднее эффективное давление в камере сгорания (бар).
Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя внутреннего сгорания автомобиля имеет следующий вид:

P = Mкр * n/9549 [кВт], где:

  • Mкр – крутящий момент двигателя (Нм),
  • n – обороты коленчатого вала (об./мин.),
  • 9549 – коэффициент, дабы обороты подставлять именно в об/мин, а не косинусами альфа.

Поскольку по формуле, результат получим у кВт, то при надобности также можно конвертировать в лошадиные силы или попросту умножать на коэффициент 1,36.

Использование данных формул — это самый простой способ перевести крутящий момент в мощность.

А дабы не вдаваться во все эти подробности быстрый расчет мощности ДВС онлайн, можно произвести, используя наш калькулятор.

Но, к сожалению, данная формула отражает лишь эффективную мощность мотора которая не вся доходит именно до колес автомобиля. Ведь идут потери в трансмиссии, раздаточной коробке, на паразитные потребители (кондиционер, генератор, ГУР и т.п.) и это без учета таких сил как сопротивление качению, сопротивление подъему, аэродинамическое сопротивление.

Читайте также:  Сколько литров масла нужно заливать в двигатель нексии

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если же вы не знаете крутящий момент двигателя своего автомобиля, то для определения его мощности в киловаттах также можно воспользоваться формулой такого вида:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

  • Vh — объём двигателя, см³
  • n — частота вращения, об/мин
  • pe — среднее эффективное давление, МПа (на обычных бензиновых моторах составляет порядка 0,82 — 0,85 МПа, форсированных — 0,9 МПа, а для дизеля от 0,9 и до 2,5 МПа соответственно).

Для получения мощности движка в «лошадках», а не киловаттах, результат следует разделить на 0,735.

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так:

Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто.

Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0.6-0.75).

Узнав все необходимые данные, вводите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом.

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по объему двигателя и оборотах коленвала. Формула расчета мощности двигателя имеет вид:
Ne = Vh * Pe * n / 120 (кВт), где:
Vh — объём двигателя, см³
n — количество оборотов коленчатого вала за минуту
Pe — среднее эффективное давление, Мпа

Какой коэффициент учитывать при расчете мощности двигателя?

Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимают равным 0,8 для маломощных двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью свыше 15 кВт.

Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно по формуле такого вида: P = Mкр * n/9549, где:
Mкр – крутящий момент (Нм),
n – обороты коленвала (об./мин.),
9549 – коэффициент для перевода оборотов в об/мин.

Как рассчитать мощность двигателя по расходу воздуха?

Рассчитать мощность двигателя в кВт зная его потребления воздуха (при наличии бортового компьютера) можно используя простую схему. Необходимо раскрутить двигатель на третьей передаче до 5500 об/мин (пик крутящего момента) и по показаниям, на тот момент, зафиксировать расход воздуха, а затем разделить то значение на три. В результате такого математического вычисления можно узнать приблизительную мощность двигателя с небольшой погрешностью.

Источник

Adblock
detector