Определение мощности двигателя: Расчет мощности двигателя | Полезные статьи

✔ Как определить мощность электродвигателя без бирки?

Ремонт техники и оборудования на электрическом приводе часто требует замены двигателя. Чтобы производительность и другие параметры производственной линии, или отдельного механизма не изменились, нужно выбирать аналогичный мотор, или, по крайней мере, с максимально приближенными характеристиками. Главные характеристики электродвигателя:

• мощность;
• номинальный ток;
• напряжение питания;
• схема подключения;
• обороты.

В большинстве случаев для того, чтобы определить параметры достаточно посмотреть на шильдик, закрепленный на корпусе двигателя. Но не всегда табличка присутствует, или читается. Многие электромоторы эксплуатируются в достаточно сложных условиях, надписи истираются, шильдик может быть деформирован, или закрашен.

Мощность и ток

Существует ряд способов, как определить рабочие характеристики электродвигателя без информации производителя. Но необходимо сразу оговориться, что некоторые параметры будут определены приблизительно. Причем, чем мощнее мотор, тем точнее будут показатели.

Мощность и частоту вращения определяют по габаритным размерам мотора. Большинство электродвигателей стандартизированы. Если замерить размеры корпуса и толщину вала, форму и размеры лап крепления, то по специальным таблицам легко найти марку двигателя, а, значит, и его характеристики. В случае отсутствия таблиц, можно сравнить возможности неизвестного мотора с образцом, параметры которого определены по шильдику. При одинаковых размерах, двигатель, у которого вал больше по диаметру, будет мощнее, а количество оборотов меньше.

Более точный способ определить мощность электродвигателя — замерить номинальный ток на обмотках при помощи токоизмерительных клещей. Для этого нужно знать величину нагрузки на валу. Обычно этот параметр находят в паспорте оборудования. При измерении необходимо обращать внимание на такой факт — сила тока должна быть одинакова на всех обмотках.

Мощность электродвигателя без бирки также можно вычислить, разделив ток на обмотках на 2 для моторов мощнее (предположительно) 1,5 кВт и на 2,2 для более мощных. Пользуясь замерами сопротивления обмоток на отключенном двигателе также несложно найти типовую мощность. Здесь тоже нужен справочник или таблица по двигателям. У моторов одинакового типа и мощности сопротивление обмоток равное (в некотором приближении).

Частота вращения

Как уже упоминалось, у тихоходных двигателей диаметр вала больше, чем у скоростных. Сравнивая результаты измерений валов двух двигателей, характеристики одного из которых известны, можно определить рабочие характеристики в довольно точном диапазоне. Но есть и более точный способ. Нужно посчитать количество пар полюсов статора и подставить в формулу N= 60F/P, где F – частота питающего тока. В классическом варианте — это 50 Гц, но при вычислении нужно уточнить этот параметр для конкретного участка цепи.

Для того чтобы узнать количество полюсов, нужно демонтировать крышку мотора. Делать это можно только при отключенном питании. Асинхронный двигатель может иметь одну, две, три и более пар полюсов. Для точного определения числа полюсов необходимо разбираться в особенностях намотки статора. Таким способом можно рассчитать количество оборотов с точностью до 10%, что вполне приемлемо для большинства промышленного оборудования.

Напряжение питания

Для определения, к какой сети подключать двигатель, необходимо вскрыть коробку борно. Если провода соединены звездой, значит мотор подключают к трехфазной сети питания, если треугольником — к 220 В через преобразователь частоты, или конденсатор, необходимые для запуска двигателя. На внутренней стороне крышки нанесено изображение схемы подключения и указано напряжение питания. Обычно надписи сохраняются при самых сложных условиях работы мотора.

Как определить мощность электродвигателя?

Какими способами можно определить мощность электродвигателя?

Электрический двигатель представляет собой электрическую машину, роль которой заключается в преобразовании электрической энергии в энергию механическую.

Нередко случаются ситуации, когда технический паспорт электродвигателя теряется, а маркировка на корпусе стирается в силу времени. В таком случае определить мощность электродвигателя становится сложно. Но существует несколько способов, которые помогут Вам справиться с подобной проблемой.

Определить мощность электродвигателя можно следующими способами:

• используя практические измерения;
• таблицы;
• исходя из количества оборотов в минуту;
• по габаритам;
• на основе мощности, которая выдается двигателем.

Практическое определение мощности электродвигателя

Наиболее простым и доступным каждому способом определить мощность электродвигателя является снятие показаний счетчика электрической энергии.

Изначально необходимо отключить все бытовые электроприборы, выключить свет во всем помещении. Важно помнить, что работа даже небольшой маломощной лампочки может сильно исказить показания.

Обратите внимание на то, чтобы счетчик оставался неподвижным, а индикатор не мигал (все зависит от модели электрического счетчика).

В случае со счетчиком марки «Меркурий» процесс существенно облегчается, поскольку данная модель устройства отображает нагрузку в киловаттах (кВт). Следовательно, будет достаточно просто включить электродвигатель на всю мощность и посмотреть показания на счетчике.

В ситуации с индукционным счетчиком определить мощность электродвигателя будет несколько сложнее, поскольку учет ведется в киловаттах в час (кВт/ч). Сначала требуется записать показания счетчика до того, как включите мотор. После включения двигатель должен поработать в течение 10 минут. Для отслеживания времени пользуйтесь секундомером, точность периода работы очень важна. По прошествии 10 минут снимите новые показания счетчиков и способом вычитания выявите разницу.

Разницу умножьте на 6. Итоговый результат будет обозначать мощность электродвигателя в киловаттах (кВт).

Определить мощность электродвигателя небольшой силы еще сложнее. Для этого нужно узнать количество оборотов (импульсов), равных 1 кВт/ч. Данную информацию Вы отыщите на счетчике. Возьмем для примера 1600 оборотов (в некоторых моделях вспышек индикатора). Итак, если при функционирующем электродвигателе электросчетчик совершает 20 об/мин, данную цифру нужно умножить на 60, т.е. количество минут в часе. В итоге получаем 1200 об/мин. После имеющиеся 1600 оборотов в минуту делим на 1200, получаем 1,3, что и являет собой мощность электродвигателя.

Определение мощности электродвигателя по таблицам

Сегодня люди за помощью все чаще обращаются к интернету, ведь там можно найти абсолютно любую информацию. Также при помощи глобальной сети Вы можете определить мощность электродвигателя по диаметру вала.

Для использования данного метода вычисления достаточно в интернете отыскать технические таблицы для распознавания типа мотора и его мощности, а также снять необходимые параметры (диаметр вала и частота его вращения, крепежные габариты, при фланцевом двигателе – диаметр фланца, расстояние до центра вала и расстояние до оси, длина мотора без выпирающего элемента вала).

Важно при таком способе быть терпеливым и внимательным, чтобы точно измерить все показатели и получить точный результат.

Как определить мощность электродвигателя по числу оборотов за одну минуту?

Применение данного способа для определения мощности электродвигателя требует визуального определения числа обмоток статора. Также необходимо применение специальных измерительных приборов, таких как тестер или миллиамперметр. для распознавания количества полюсов, чтобы избежать разбора мотора.

Измерительный прибор подключается к одной из обмоток. Вал при этом нужно вращать равномерно и постепенно. Отклонение стрелки и будет показывать количество полюсов. Важно учитывать тот факт, что частота вращения вала при таком способе определения мощности будет немного ниже полученного результата.

Определение мощности электродвигателя на основе его габаритов

Данный способ используется в основном для определения мощности трехфазных электродвигателей.

Для расчета мощности по габаритам необходимо знать:

• диаметр сердечника (см) – D. Измерение происходит во внутренней части статора. При этом необходимо знать длину сердечника, учитывая вентиляционные отверстия;
• показатель частоты валового вращения – n;
• частота сети – f.

Используя данные значения, вычисляется полюсное деление. Для этого показатель диаметра (D) умножается на частоту валового вращения (n) и на число Пи. Итоговую цифру обозначим условно А.

Показатель частоты сети f умножается на 120, получаем (условно) В.

Получив значения А и В, осуществляем их деление, а именно: число А делим на число В. В итоге получаем необходимый нам показатель мощности электродвигателя.

На самом деле все не так уж сложно, достаточно вспомнить уроки математики в школе.

Способ определения по показателю мощности, что выдает электродвигатель

В данном случае необходимо снова обратиться к знаниям школьной математики, а также использовать калькулятор для точного вычисления.

Сначала узнайте количество оборотов вала в секунду (А), тяговое усилие мотора (В) и радиус вала (С). Подставьте значения в следующую формулу: Аx6,28xBxC. Результат и есть мощность электродвигателя.

Зная мощность электродвигателя, Вы без труда сможете выбрать необходимое сопутствующее оборудование (тепловые реле и автоматические выключатели). Также, знание данного показателя поможет Вам легко и быстро узнать пропускную способность и норму сечения кабельно-проводниковой продукции для подсоединения двигателя к сети. Самое главное – Вы сможете использовать электродвигатель без вероятности перегрузок.

Как видите, определить мощность электродвигателя без бирки можно и при чем довольно просто. Способов достаточное количество. Вам остается лишь выбрать наиболее удобный и правдивый на ваш взгляд и воспользоваться им.

Определение мощности двигателя

«Как установить мощность 75%?» Это распространенный вопрос, который можно увидеть в списках адресов электронной почты и на веб-форумах. Это важный вопрос, на который нет простого ответа. Процедуры обкатки двигателя, рекомендованные производителями двигателей, определяют желаемые параметры мощности для периода обкатки. Нам также необходимо знать мощность двигателя при проведении летных испытаний крейсерских характеристик. Все POH для самолетов с сертифицированным типом содержат полезные диаграммы настройки мощности, но авиастроители-любители должны составлять свои собственные диаграммы мощности. В этой статье будут обсуждаться некоторые часто используемые способы определения мощности двигателя, а затем будет представлен способ точного определения мощности двигателей Lycoming с помощью послеполетного анализа данных о расходе топлива.

Диаграммы мощности производителей двигателей

Диаграммы мощности, предоставленные производителями сертифицированных двигателей, являются золотым стандартом при определении мощности двигателя, но эти диаграммы имеют существенные ограничения, которые мы должны понимать. Ограничения должны быть указаны на полях таблиц — внимательно прочитайте их. Ограничения, указанные или подразумеваемые, следующие:

1. Смесь должна быть настроена на максимальную мощность.

2. Мощность в таблице указана для стандартной температуры. Если температура выше или ниже стандартной, необходимо применить температурные поправки, указанные в таблице.

3. Мощность в таблице указана для сухого воздуха. Если воздух влажный, мощность будет снижена.

Спонсор освещения авиашоу:

4. Конфигурация двигателя должна соответствовать модели двигателя, указанной в таблице. Любые изменения степени сжатия, системы зажигания или системы подачи топлива могут повлиять на вырабатываемую мощность.

5. Двигатель должен быть в хорошем состоянии. Двигатель с низкой компрессией, дырявыми клапанами, слабой системой зажигания и т.д. не даст заявленной мощности.

Рис. 1. Диаграмма мощности Lycoming IO-360-M1A (упрощена для наглядности).

Диаграммы мощности производителей двигателей могут быть очень пугающими, когда вы впервые смотрите на них. Пусть вас не пугают все эти строки. Если вы можете научиться строить самолет, вы можете научиться читать диаграмму мощности — это не ракетостроение. Даже летчик-истребитель может научиться читать диаграммы мощности (это была шутка — летчикам-истребителям не нужны диаграммы мощности, поскольку они используют только два положения дроссельной заслонки — полный форсаж и холостой ход).

На рис. 1 показана очищенная версия диаграммы мощности двигателя Lycoming серии IO-360-M1A. Если у вас есть такой двигатель, вы можете найти таблицу в Руководстве по эксплуатации двигателя, которое вы должны были получить вместе с вашим двигателем. В левой части диаграммы показана мощность, вырабатываемая на уровне моря при стандартной температуре, в зависимости от числа оборотов в минуту и ​​давления в коллекторе (м.д.). В правой части диаграммы указана мощность при полностью открытой дроссельной заслонке в зависимости от оборотов в минуту и ​​м.п. на различных высотах.

В этом примере давайте определим мощность, вырабатываемую смесью, настроенной на максимальную мощность при 2000 об/мин и 23,6 дюйма м/с. на барометрической высоте 2300 футов при 14 F (-10 C). Начните с правой стороны графика, на котором показаны различные комбинации давления во впускном коллекторе при полностью открытой дроссельной заслонке в зависимости от оборотов в минуту при стандартной температуре. Найдите линию 2000 об/мин, а затем интерполируйте между 22- и 24-дюймовыми линиями, чтобы найти мощность для 23,6 дюймов в миллисекундах при 2000 об/мин, которая отмечена точкой A в примере на графике. Посмотрите налево, чтобы найти 109л.с. Если вы пойдете прямо вниз, вы увидите, что эта комбинация оборотов и давления в коллекторе, по прогнозам, произойдет при полном газе на высоте около 5900 футов.

Теперь перейдите к левой части диаграммы, которая показывает мощность, вырабатываемую на уровне моря при стандартной температуре. Точка B в примере указывает на 2000 об/мин и 23,6 дюйма м.п. Посмотрите вправо, чтобы увидеть, что эта установка мощности будет производить 97 л.с. на уровне моря при стандартной температуре. Теперь мы знаем, какая мощность будет вырабатываться при 2000 об/мин и 23,6 дюймах на уровне моря, а также при 5900 футов. Следующим шагом будет интерполяция, чтобы определить, какая мощность будет производиться на высоте 2300 футов.

Возьмите точку 97 л.с. на графике уровня моря слева и отметьте его на правом графике. Это точка C. Вы увидите ее у левого края той части карты, которая показывает уровень моря на шкале внизу.

Проведите прямую линию от точки C (97 л.с. на уровне моря) до точки A (109 л.с. на высоте 5900 футов). Найдите 2300 футов на шкале внизу и поднимитесь оттуда, чтобы увидеть, где эта высота пересекает линию, которую вы только что нарисовали — 102 л.с. (точка D в примере). Это прогнозируемая мощность при 2000 об/мин и 23,6 дюйма м.с. при стандартной температуре, в сухом воздухе, на барометрической высоте 2300 футов.

Примечание: Если ваш самолет имеет очень эффективную конструкцию воздушного фильтра/корпуса и высокую крейсерскую скорость, вы можете обнаружить, что т. пл. при полностью открытой дроссельной заслонке выше, чем показано в правой части диаграммы мощности. В этом случае прямая линия между точками C и A будет продолжена вверх и вправо, а точка D окажется вправо и вверх от точки A.

Температурная коррекция

линия в нижней части правой половины графика, показывающая стандартную температуру (T _S ) в зависимости от высоты. Найдите 2300 футов, подойдите к линии, затем к шкале слева. Вы увидите, что стандартная температура составляет 51 F (10,4 C). В примечании 4 в левом верхнем углу диаграммы представлены два способа корректировки нестандартной температуры.

Формула температурной поправки в примечании 4, предполагающая, что температуры выражены в градусах Фаренгейта, выглядит следующим образом: Если использовать градусы Цельсия, формула будет:

P = P _S * SQRT ( 273,15 + T _S / 273,15 + T ) [температура в ˚C]

Где
P = мощность при фактической температуре
P _S = мощность при стандартной температуре от мощности диаграмма
T = фактическая температура
T _S = стандартная температура

Примечание 4 также дает температурную поправку «примерно 1% поправки на каждые 10 F отклонения от T _S ». Фактическая температура в нашем примере (14 F) на 37 F ниже, чем стандартная температура 51 F. Поправка составляет 1% на каждые 10 градусов, поэтому у нас есть поправка 3,7% от 102 л.с. или 4 л.с. Прогнозируемая мощность 102+4=106 л.с., в сухом воздухе. Эта температурная поправка для 4 л.с. показана в точках E и F.

Таблицы мощности двигателя: Можно создавать таблицы, имитирующие типичные диаграммы мощности. Электронные таблицы мощности двигателя для Lycoming O-360-A-C, IO-360-A,-C и IO-540-D,-N,-R,-T и-V доступны по ссылкам, указанным в разделе «Онлайн-ресурсы». в конце этой статьи.

Поправка на влажность

Водяной пар в воздухе, т. е. влажность, вытесняет другие составляющие. Более низкое содержание кислорода означает, что можно сжечь меньше топлива, поэтому вырабатывается меньше энергии. Линии давления в коллекторе на диаграммах мощности Lycoming относятся к «сухому давлению в коллекторе», т. е. они действительны для абсолютно сухого воздуха. В реальных условиях при некоторой влажности давление в коллекторе необходимо скорректировать перед вводом диаграммы мощности.

Количество водяного пара в воздухе можно определить по точке росы. В таблицах ниже приведены поправки, которые необходимо применять к т. пл. для различных значений точки росы. Например, если точка росы составляет 59 F (15 C), а давление в коллекторе составляет 29 дюймов, поправка составляет -0,5 дюйма, поэтому мы будем использовать т. пл. 28,5 дюймов при использовании диаграмм мощности.

Точка росы не может быть выше температуры воздуха, а температура воздуха обычно снижается с увеличением высоты над уровнем моря. Таким образом, на высоте обычно присутствует меньше водяного пара, чем на уровне земли. Если воздух достаточно холодный, количество водяного пара, которое он может удерживать, настолько мало, что влияние на мощность незначительно. При 18 F (-8 C) даже полностью насыщенный воздух имеет давление паров всего 0,1 дюйма ртутного столба, что, вероятно, меньше, чем ошибка в нашей точке плавления. датчики.

Мы можем определить точку росы на уровне земли по сообщениям наблюдений за погодой в аэропорту. Точки росы на высоте найти сложнее — лучший источник — данные аэрологического зондирования с метеорологических зондов, которые доступны во многих местах через Интернет. На веб-сайте Университета Вайоминга есть данные из многих мест по всему миру.

Вместо исправления т.пл. перед использованием диаграммы мощности фактическое значение т. пл. можно использовать для расчета мощности, то можно применить следующую приблизительную поправку:

P = P _сухой * (( (т.пл. – P _h3O ) / т.пл. ) – 0,17) / (1 – 0,17)

Таблица поправок на влажность (C)

Где
P = мощность во влажном воздухе 0059 P _dry = мощность в сухом воздухе, из диаграммы мощности
м.п. = фактическое давление в коллекторе
P _h30 = M.P. коррекция из приведенных ниже таблиц

Давление водяного пара и приблизительную поправку на мощность для влажного воздуха можно также определить с помощью Таблицы поправок на влажность, приведенной в онлайн-ресурсах.

Влияние степени сжатия

Некоторые строители устанавливают в свои двигатели поршни с более высокой степенью сжатия для увеличения мощности. Степень сжатия является одним из основных факторов, определяющих тепловой КПД двигателей внутреннего сгорания. Чем выше степень сжатия, тем большее количество энергии будет произведено при сгорании данного количества воздуха и топлива. Диаграммы мощности производителя двигателя действительны только в том случае, если степень сжатия соответствует указанной для модели двигателя, указанной в таблице. Если мы изменили степень сжатия нашего двигателя, мы можем сделать приблизительные поправки к мощности из диаграммы мощности, используя теоретическое соотношение между эффективностью и степенью сжатия.

P ₂ = P ₁ * (1 -CR ₂ ^-0,27 ) / (1 -CR ₁ ^-0,27 )

, где

P 9039 1 0120)

, где

P 9039 1 = PIRGIN степень сжатия
P ₂ = мощность с новой степенью сжатия
CR ₁ = исходная степень сжатия
CR ₂ = новая степень сжатия

Например, если бы у нас был 150-сильный O-320, с 7. 0 : 1 степень сжатия, и мы установили поршни со степенью сжатия 8,5: 1, прогнозируемая мощность с поршнями с более высокой степенью сжатия составляет:

P2 = 150 * ( 1 – 8,5 ^-0,27 ) / ( 1 – 7,0 ^-0,27 ) = 161 POH для самолетов с сертифицированным типом, но они полезны только для самолетов с винтами постоянной скорости. Если у нас есть винт с фиксированным шагом, мы не можем использовать логику: «На Cessna 172 ХХХХ об/мин дает 75% мощности, так что это должно работать и на моем самолете». На самом деле, если нам нужны определенные обороты в минуту, давление в коллекторе, необходимое для достижения этих оборотов, будет значительно различаться в зависимости от шага винта, величины лобового сопротивления нашего самолета и т. д. Количество производимой мощности зависит от изменения давления во впускном коллекторе. Использование числа оборотов в минуту для установки мощности работает на самолетах, сертифицированных по типу, потому что производитель провел испытания, чтобы определить, сколько м. п. потребуется для создания заданных оборотов после стабилизации в горизонтальном полете. Это возможно, потому что они знают, какая опора будет установлена ​​и какое сопротивление будет у самолета.

Хотя большинство сертифицированных самолетов с винтами фиксированного шага не имеют коллекторных манометров, они могут быть очень полезными. Например, после набора крейсерской высоты гораздо проще установить мощность с помощью т.п. манометра, чем установить его с помощью оборотов в минуту, так как обороты в минуту меняются вместе с изменением воздушной скорости, но т. пл. почти постоянна и мало меняется при изменении скорости. Наличие м.п. Датчик также позволяет определять мощность с помощью диаграмм мощности.

Эмпирическое правило об/мин/100 + давление во впускном коллекторе

Некоторые летчики с двигателями Lycoming используют эмпирическое правило, основанное на числе оборотов в минуту и ​​максимальной скорости вращения. чтобы определить параметры мощности, чтобы дать желаемый процент мощности. Согласно этому часто цитируемому очень простому эмпирическому правилу, если число оборотов в минуту исчисляется сотнями, а т. пл. в дюймах ртутного столба в сумме 48, то вы находитесь на 75% мощности. Например, 2500 об/мин и 23 дюйма м. п. составляют 25 + 23 = 48. Если сумма 45, то это 65% мощности, а сумма 42 предположительно дает 55% мощности.

Это было бы прекрасное эмпирическое правило, если бы оно работало. Проблема в том, что диаграммы мощности показывают, удерживаем ли мы обороты в минуту и ​​т. п. постоянна, мощность меняется по мере изменения высоты. Мощность также зависит от температуры, и отношение между оборотами в минуту и ​​мощностью различно для клапанов Lycoming с угловым и параллельным клапаном. Таким образом, любое эмпирическое правило, которое игнорирует высоту, температуру и модель двигателя, будет содержать ошибки. Например, рассмотрим мощность, вырабатываемую, согласно диаграммам мощности Lycoming, для O-360-A и

IO-360-A при различных оборотах в минуту и ​​т. пл. что дает сумму 48.

Винт с фиксированным шагом

Многие люди, строящие самолеты с винтами с фиксированным шагом, не устанавливают M.P. калибра, так как они не являются строго необходимыми для управления самолетом. Это нормально работает на самолетах с сертифицированным типом, поскольку производитель знает, какой именно моделью двигателя и винта оснащен самолет, и провел летные испытания, чтобы определить, сколько м.д. требуется стабилизация на желаемых оборотах в крейсерском режиме. Зная взаимосвязь между м. п., оборотами в минуту и ​​скоростью для этой комбинации летательный аппарат/двигатель/пропеллер, производитель создал диаграмму, показывающую, какие обороты в минуту вам нужно установить для достижения желаемой настройки мощности. Это нормально работает на самолетах с сертифицированным типом, где все самолеты каждой модели практически идентичны. Но каждый самолет любительской постройки по сути уникален, поэтому обороты в минуту, которые производят заданную мощность на одном самолете, будут совершенно неверными на другом. Но если у вас хватило предусмотрительности установить м.п. датчик, у вас есть информация, необходимая для использования диаграммы мощности.

Таблицы силы определенно могут вызвать у вас головную боль. Но как только вы освоитесь, определить мощность двигателя будет проще, чем вы думаете.

Приблизительный расчет мощности по расходу топлива

Если мы работаем на смеси для получения пиковой мощности, удельный расход топлива при торможении (BSFC) должен быть порядка 0,5 фунта/л.с. в час, если степень сжатия двигателя равна 8,5: 1 или 8,7:1, или примерно 0,54 фунта/л.с. в час, если степень сжатия 7,0:1. Avgas весит около 6 фунтов на галлон, поэтому мы ожидаем около 12 л.с. на каждый галлон расхода топлива при степени сжатия 8,5:1. Расход топлива 10 галлонов в час подразумевает мощность 120 л.с. при работе на смеси для наилучшей мощности или 66% мощности, если это двигатель мощностью 180 л.с. Если двигатель имеет степень сжатия 7,0:1, мощность, вырабатываемая на смеси для наилучшей мощности, составляет примерно 11 л. с. на каждый галлон расхода топлива.

Если мы работаем на обедненной смеси при пиковой температуре выхлопных газов, BSFC должен быть порядка 0,4 фунта/л.с. в час. Мы можем получить очень приблизительную мощность, умножив расход топлива в галлонах в час на 15.

Lycoming Мощность на основе расхода топлива

Много лет назад инженеры Lycoming разработали метод определения мощности двигателя на основе данных о расходе топлива (оригинальный исходный документ доступен по ссылке, указанной в разделе «Онлайн-ресурсы»). Этот метод, действительный как для богатых, так и для обедненных смесей пиковой температуры выхлопных газов, предназначался для определения мощности в установившихся условиях во время летных испытаний (постоянная высота, число оборотов в минуту, м.д., расход топлива и т. д.) с использованием послеполетных анализ записанных вручную данных. Он не подходит для использования в режиме реального времени в полете, а также для определения мощности двигателя в динамических условиях, таких как взлет или набор высоты.

Этот метод требует точных показаний расхода топлива, оборотов в минуту и ​​четырехцилиндрового выхлопного газа. Он требует устойчивой работы на пике EGT, поэтому он не подходит для условий высокой мощности. Метод рассчитывает мощность, развиваемую в цилиндрах, затем вычитает мощность, теряемую на трение. Испытания на самолете автора показали хорошую корреляцию между расчетной мощностью и скоростью в широком диапазоне потоков топлива, поэтому метод, по-видимому, дает правильное изменение мощности в зависимости от смеси, как богатой, так и обедненной, при пиковой температуре выхлопных газов.

Во-первых, разработайте воспроизводимые методы наклона для операций ROP и LOP, а также предлагаемые параметры мощности (об/мин и м.д. в зависимости от высоты) для крейсерского полета. Затем проведите летные испытания на крейсерской мощности, установив обороты и т. п., затем отрегулируйте смесь до максимальной температуры выхлопных газов. Запишите число оборотов в минуту, м. п. и расход топлива при пиковых значениях температуры выхлопных газов, высоте и OAT. Затем, не перемещая рычаг управления дроссельной заслонкой или винтом, отрегулируйте смесь до желаемого значения ROP или LOP и запишите расход топлива.

После полета рассчитайте мощность в каждой контрольной точке на основе расхода топлива, используя электронную таблицу, указанную в онлайн-ресурсах. Наконец, пересмотрите предложенную таблицу настроек крейсерской мощности по мере необходимости, чтобы приблизиться к целевому проценту мощности. Повторяйте процесс до тех пор, пока таблица крейсерских мощностей не приведет к предполагаемому целевому проценту мощности.

Калибровка индикатора расхода топлива: Точность этого метода равна точности индикатора расхода топлива, поэтому особое внимание следует уделить настройке константы калибровки расходомера топлива. Для калибровки индикатора расхода топлива заправьте топливные баки. Затем запишите расход топлива в каждом полете, измеренный системой расхода топлива, и количество добавленного топлива. Суммируйте оба значения по многим рейсам и сравните их. Продолжайте корректировать калибровку расходомера топлива до тех пор, пока указанное количество топлива, израсходованного за 10 часов полета, не будет находиться в пределах 1% от количества топлива, добавленного после этих полетов. Недостаточно делать это на отдельных рейсах, так как сложно каждый раз наполнять баки до одного и того же уровня. См. в разделе «Интернет-ресурсы» электронную таблицу для расчета поправок к константе калибровки расходомера топлива.

Индикатор мощности EFIS

Многие современные EFIS могут быть настроены на отображение процента номинальной мощности двигателя. Ранние реализации полагались на ввод пользователем таблиц оборотов в минуту, миль в час, высоты и мощности, взятых из диаграмм мощности, и, таким образом, были действительны только при работе на смеси для достижения наилучшей мощности. Некоторые современные EFI включают расход топлива в расчет мощности и пытаются определить, работает ли двигатель в режиме ROP или LOP.

Невозможно узнать, насколько точен дисплей EFIS в процентах, без проведения летных испытаний. Для оценки точности отображаемой мощности в процентах можно использовать следующую предлагаемую тестовую программу:

1. Тщательно откалибруйте показания расхода топлива в течение нескольких полетов, как описано выше.

2. Установите об/мин и м.п. при мощности около 75%.

• Набор смеси для максимальной мощности.
• Запись оборотов в минуту, миль в час, высоты, OAT и мощности EFIS в процентах.
• Повторить с другими комбинациями оборотов в минуту, миль в час и высоты, что даст примерно 75% мощности.
• После полета используйте диаграмму мощности производителя двигателя, чтобы определить мощность для каждой из контрольных точек, включая любую коррекцию OAT, и сравните с мощностью EFIS в процентах.

3. Установите об/мин и м.п. при мощности около 65%.

• Набор смеси для пиковой температуры выхлопных газов.
• Запись оборотов в минуту, м. п., расхода топлива, высоты, OAT и мощности EFIS в процентах.
• Установите смесь для наилучшей мощности и запишите те же элементы данных.
• Установите смесь LOP, если двигатель будет работать ровно, и запишите те же элементы данных.
• Повторить с другими об/мин, т.пл. и комбинации высот, дающие примерно 65% или меньше мощности.
• После полета используйте диаграмму мощности производителя двигателя, чтобы определить мощность для каждой из контрольных точек со смесью для достижения наилучшей мощности, включая любую коррекцию OAT, и сравните с мощностью EFIS в процентах. Если самолет оснащен двигателем Lycoming (или его клоном), используйте метод Lycoming Power from Fuel Flow для расчета мощности в каждом состоянии и сравнения с процентной мощностью EFIS.

Мощность в зависимости от высоты по плотности

Многие пилоты полагают, что мощность изменяется точно в зависимости от высоты по плотности, и они будут тщательно выбирать тестовую высоту, чтобы достичь целевой высоты по плотности для теста. Однако, если мы протестируем различные комбинации условий в диаграммах мощности производителя, мы увидим, что мощность не зависит точно от высоты по плотности. Например, давайте рассмотрим два условия: на 10°C теплее и холоднее стандартной температуры с высотой плотности 7500 футов. Барометрическая высота и OAT составляют 8715 футов/-12,3 C и 6340 футов/+12,4 C. У нас есть быстрый самолет с эффективной системой впуска воздуха, и мы обычно достигаем крейсерского давления в коллекторе, равного атмосферному давлению. Таким образом, наш т.п. будет 21,6 дюйма на высоте 8715 футов и 23,7 дюйма на высоте 6340 футов, и мы используем 2300 об/мин. Диаграмма мощности O-360-A с поправкой на нестандартные температуры предсказывает мощность 139.0,9 л.с. (77,7%) на высоте 6340 футов и 133,3 л.с. (74,1%) на высоте 8715 футов. Различия в мощности между этими двумя условиями приведут к различию TAS, даже если высота по плотности одинакова. Это поднимает очевидный вопрос о том, как можно проводить испытания крейсерских характеристик в реальных условиях, когда температура не одинакова каждый день. Эта проблема будет рассмотрена в следующей статье, посвященной тестированию крейсерских характеристик.

Заключение

Хватит болтать о силе. Двигатели стоп! Теперь вы можете наточить карандаши и удивить своих друзей своим умением измерять мощность двигателя с точностью до второго знака после запятой. Надеюсь, вы один из счастливчиков с двигателем, чья диаграмма мощности имеет хорошие четкие линии, а не слишком много раз скопированные нечеткие линии, которые вы найдете на некоторых диаграммах мощности.

5 способов расчета мощности двигателя автомобиля. Калькулятор определения мощности двигателя онлайн

Рассмотрим 5 популярных способов, как рассчитать мощность двигателя автомобиля, используя такие данные, как:

• обороты двигателя,
• объем двигателя
• крутящий момент,
• эффективное давление в камере сгорания,
• расход топлива,
• производительность форсунки,
• масса автомобиля,
• время разгона до 9010 км 9020.

Каждая из формул, которые будут использоваться для расчета мощности двигателя автомобиля , весьма относительна и не может определить реальную мощность автомобиля со 100% точностью. Но производя расчеты по каждому из вышеперечисленных вариантов гаража, исходя из тех или иных показателей, можно рассчитать хотя бы среднее значение с 10% ошибка , будь то стандартный или индивидуальный движок.

Мощность — энергия, вырабатываемая двигателем, преобразуется в выходной крутящий момент двигателя. Это не постоянное значение. Обороты, при которых может быть достигнута максимальная мощность, всегда указываются рядом со значениями максимальной мощности. Максимальная точка достигается при наибольшем среднем эффективном давлении в цилиндре (в зависимости от качества свежей топливной смеси, полноты сгорания и тепловых потерь). Современные двигатели развивают максимальную мощность в среднем при 5500–6500 об/мин. В автомобильной сфере принято измерять мощность двигателя в лошадиных силах. Поэтому, поскольку большинство результатов выводятся в киловаттах, вам понадобится калькулятор преобразования кВт в л.с.

Как рассчитать мощность через крутящий момент

Самый простой способ рассчитать мощность двигателя автомобиля по зависимости крутящего момента и оборотов .

Крутящий момент

Сила, умноженная на плечо его приложения, которую может производить двигатель для преодоления сопротивления движению. Он определяет, насколько быстро двигатель достигает максимальной мощности. Формула расчета крутящего момента по мощности двигателя:

Мкрутящий момент = VHхPE/0,12566 , где

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

Обороты двигателя

Скорость вращения коленчатого вала.

Формула для расчета мощности двигателя взрыва выглядит следующим образом:

P = Mкрутящий момент * n/9549 [кВт] , где:

• Mtorque – крутящий момент двигателя (Нм),
• n – число оборотов коленчатого вала (об/мин) ),
• 9549 – коэффициент для ввода оборотов в оборотах в минуту, а не в коэффициентах мощности.

Так как результат получается в кВт по формуле, то при необходимости его можно перевести в лошадиные силы или умножить на коэффициент 1,36.

Использование этих формул является самым простым способом преобразования крутящего момента в мощность.

А чтобы не вдаваться во все подробности, быстрый расчет мощности двигателя взрыва можно произвести с помощью нашего онлайн-калькулятора.

Но, к сожалению, эта формула отражает только эффективную мощность двигателя, которая не доходит полностью до колес автомобиля. Ведь есть потери в трансмиссии, раздаточной коробке, паразитных потребителях (кондиционер, генератор, ГЭС и т.д.) и он не учитывает такие силы, как сопротивление качению, сопротивление уклону, аэродинамическое сопротивление.

Как рассчитать мощность по объему двигателя

Если вам не известен крутящий момент двигателя вашего автомобиля, вы также можете использовать следующую формулу для определения его мощности в киловаттах:

Ne = Vh * pe * n/120 (кВт), где:

• Vh — объем двигателя, см³
• n — частота вращения, об/мин
• pe — среднее эффективное давление, МПа (у стандартного бензинового двигателя 0,82 — 0,85 МПа, у двигателя большей мощности — 0,9 МПа, у дизеля от 0,9до 2,5 МПа соответственно).

Чтобы получить мощность двигателя в лошадиных силах, а не в киловаттах, результат нужно разделить на 0,735.

Как рассчитать мощность по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно выполнить по расходу воздуха. Такой способ расчета доступен тем, у кого есть бортовой компьютер, так как необходимо фиксировать норму расхода при вращении двигателя автомобиля до 5,5 тысяч оборотов на третьей передаче. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат.

Формула расчета мощности двигателя взрыва по расходу воздуха выглядит следующим образом:

Gв [кг]/3=P[л.с.]

Такой расчет, как и предыдущий, показывает полную мощность двигателя ( стендовые испытания двигателя без учета потерь), что на 10–20 % выше фактического. И стоит учесть, что показания ДМРВ сильно зависят от его загрязнения и калибровки.

Как рассчитать мощность по весу и ускорению до 100 км

Еще один интересный способ расчета мощности двигателя на любом виде топлива, будь то бензин, дизель или газ, исходя из динамики разгона. Для этого используется вес автомобиля (включая водителя) и время разгона до 100 км. А для того, чтобы Формула расчета мощности была максимально приближена к истине, необходимо также учитывать потери на скольжение в зависимости от типа привода и скорости реакции разных коробок передач. Ориентировочные потери при старте для переднего привода 0,5 секунды, для заднего 0,3-0,4 секунды.

С помощью этого калькулятора мощности двигателя, который поможет вам определить мощность двигателя на основе динамики разгона и веса, вы сможете быстро и точно рассчитать мощность вашего автомобиля без учета технических характеристик.

Как рассчитать мощность по характеристикам форсунок

Работа форсунок – не менее эффективный показатель мощности двигателя автомобиля. Ранее мы рассмотрели его расчет и взаимосвязь, поэтому легко рассчитать количество лошадиных сил по формуле. Расчет расчетной мощности производится по следующей схеме:

Где, при коэффициенте загруженности не более 75-80% (0,75. ..0,8) топливная смесь на максимальной производительности около 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC зависит от того, какой у вас, атмосферный или двигатель с турбонаддувом (атмосферный — 0,4-0,52, турбированный — 0,6-0,75).

Когда вы узнали все необходимые данные, введите значения в соответствующие поля калькулятора, нажмите кнопку «Рассчитать» и вы сразу же получите результат, который показывает реальную мощность двигателя вашего автомобиля с небольшой погрешностью . Обратите внимание, что вам не обязательно знать все вышеперечисленные параметры; Вы можете рассчитать мощность двигателя взрыва, используя только один метод.

Функциональная ценность этого калькулятора заключается не в расчете мощности стандартного автомобиля, а в расчете кастомизированного автомобиля, вес и мощность которого были изменены.

Часто задаваемые вопросы

• org/Question»>

  Как рассчитать мощность двигателя внутреннего сгорания?

  Мощность двигателя в кВт можно рассчитать по рабочему объему двигателя и частоте вращения коленчатого вала. Формула расчета мощности двигателя выглядит следующим образом: Ne = Vh * Pe * n/120 (кВт), где:
  Vh — объем двигателя, см³
  n — число оборотов коленчатого вала в минуту
  Pe — среднее эффективное давление, МПа

• Какой фактор необходимо учитывать при расчете мощности двигателя?

  Коэффициент мощности (cosϕ) для расчета мощности электродвигателя принимается равным 0,8 для малых двигателей (менее 5,5 кВт) или 0,9 для двигателей мощностью более 15 кВт.

• Как рассчитать мощность двигателя по крутящему моменту?

  Для определения мощности двигателя в киловаттах, когда известен крутящий момент, можно воспользоваться формулой такого вида: P = Мкр * n/9549, где:
  Мкр — крутящий момент (Нм),
  n — обороты коленчатого вала (об/мин),
  9549 — это коэффициент для перевода оборотов в об/мин.