Hoe om die wringkrag (wringkrag) van jou motor te meet
inhoud
Wringkrag is eweredig aan perdekrag en wissel na gelang van die voertuig en sy kenmerke. Wielgrootte en ratverhouding beïnvloed wringkrag.
Of jy nou 'n nuwe motor koop of 'n hot rod in jou motorhuis bou, twee faktore kom in die spel wanneer die enjinverrigting bepaal word: perdekrag en wringkrag. As jy soos die meeste doen-dit-self-werktuigkundiges of motor-entoesiaste is, het jy waarskynlik 'n goeie begrip van die verhouding tussen perdekrag en wringkrag, maar jy sal dit dalk moeilik vind om te verstaan hoe daardie "voetpond"-getalle bereik word. Glo dit of nie, dit is eintlik nie so moeilik nie.
Voordat ons by die tegniese besonderhede ingaan, laat ons 'n paar eenvoudige feite en definisies uiteensit om jou te help verstaan hoekom beide perdekrag en wringkrag belangrike faktore is om in ag te neem. Ons moet begin deur die drie elemente van binnebrandenjinprestasiemeting te definieer: spoed, wringkrag en krag.
Deel 1 van 4: Verstaan hoe enjinspoed, wringkrag en krag algehele prestasie beïnvloed
In 'n onlangse artikel in die Hot Rod-tydskrif is een van die grootste raaisels van enjinprestasie uiteindelik opgelos deur terug te gaan na die basiese beginsels van hoe krag eintlik tel. Die meeste mense dink dat dinamometers (enjindinamometers) ontwerp is om enjinperdekrag te meet.
Trouens, dinamometers meet nie krag nie, maar wringkrag. Hierdie wringkragsyfer word vermenigvuldig met die RPM waarteen dit gemeet word en dan gedeel deur 5,252 om die drywingsyfer te kry.
Vir meer as 50 jaar kon die dinamometers wat gebruik word om enjinwringkrag en RPM te meet eenvoudig nie die hoë krag wat hierdie enjins opgewek het, hanteer nie. Trouens, een silinder op daardie 500 kubieke duim nitro-brandende Hemis produseer ongeveer 800 pond stoot deur 'n enkele uitlaatpyp.
Alle enjins, hetsy binnebrandenjins of elektriese enjins, werk teen verskillende snelhede. Vir die grootste deel, hoe vinniger 'n enjin sy kragslag of siklus voltooi, hoe meer krag lewer dit. Wanneer dit by 'n binnebrandenjin kom, is daar drie elemente wat sy algehele werkverrigting beïnvloed: spoed, wringkrag en krag.
Spoed word bepaal deur hoe vinnig die enjin sy werk doen. Wanneer ons motorspoed op 'n getal of eenheid toepas, meet ons die motorspoed in omwentelings per minuut of RPM. Die "werk" wat 'n enjin doen, is die krag wat oor 'n meetbare afstand toegepas word. Wringkrag word gedefinieer as 'n spesiale soort werk wat rotasie veroorsaak. Dit vind plaas wanneer 'n krag op die radius (of, vir 'n binnebrandenjin, die vliegwiel) toegepas word en word gewoonlik in voetponde gemeet.
Perdekrag is die spoed waarteen werk gedoen word. In die ou dae, as voorwerpe geskuif moes word, het mense gewoonlik 'n perd gebruik om dit te doen. Daar is beraam dat een perd teen ongeveer 33,000 1 voet per minuut kan beweeg. Dit is waar die term "perdekrag" vandaan kom. Anders as spoed en wringkrag, kan perdekrag in verskeie eenhede gemeet word, insluitend: 746 pk = 1 W, 2,545 pk = 1 BTU en 1,055 pk = XNUMX joules.
Hierdie drie elemente werk saam om enjinkrag te produseer. Aangesien die wringkrag konstant bly, bly spoed en krag eweredig. Soos die enjinspoed egter toeneem, neem die krag ook toe om die wringkrag konstant te hou. Baie mense is egter verward oor hoe wringkrag en krag die spoed van 'n enjin beïnvloed. Eenvoudig gestel, namate wringkrag en krag toeneem, neem die spoed van die enjin ook toe. Die omgekeerde is ook waar: namate wringkrag en krag afneem, neem die spoed van die enjin ook af.
Deel 2 van 4: Hoe enjins ontwerp word vir maksimum wringkrag
’n Moderne binnebrandenjin kan aangepas word om krag of wringkrag te verhoog deur die grootte of lengte van die verbindingstaaf te verander en die boor of silinderboor te vergroot. Dit word dikwels na verwys as die verhouding van boring tot beroerte.
Wringkrag word gemeet in Newton meter. Eenvoudig gestel, dit beteken dat die wringkrag in 'n 360 grade sirkelbeweging gemeet word. Ons voorbeeld gebruik twee identiese enjins met dieselfde boordiameter (of verbrandingssilinderdeursnee). Een van die twee enjins het egter 'n langer "slag" (of silinderdiepte wat deur die langer verbindingsstang geskep word). ’n Langerslag-enjin het ’n meer lineêre beweging soos dit deur die verbrandingskamer roteer en het meer hefboomkrag om dieselfde taak te verrig.
Wringkrag word gemeet in pond-voete, of hoeveel "wringkrag" toegepas word om 'n taak te voltooi. Stel jou byvoorbeeld voor dat jy probeer om 'n geroeste bout los te maak. Gestel jy het twee verskillende pypsleutels, een 2 voet lank en die ander 1 voet lank. As jy aanvaar dat jy dieselfde hoeveelheid krag (50 lb-druk in hierdie geval) toepas, pas jy eintlik 100 ft-lbs se wringkrag toe vir 'n tweevoet-sleutel (50 x 2) en slegs 50 lbs. wringkrag (1 x 50) met 'n enkelbeensleutel. Watter moersleutel sal jou help om die bout makliker los te skroef? Die antwoord is eenvoudig – die een met meer wringkrag.
Ingenieurs ontwikkel ’n enjin wat ’n hoër wringkrag-tot-perdekrag-verhouding bied vir voertuie wat ekstra “krag” nodig het om te versnel of te klim. Jy sien gewoonlik hoër wringkragsyfers vir swaar voertuie wat gebruik word vir insleep of hoëwerkverrigting-enjins waar versnelling van kritieke belang is (soos in die NHRA Top Fuel Engine-voorbeeld hierbo).
Daarom beklemtoon motorvervaardigers dikwels die potensiaal van hoë-wringkrag-enjins in vragmotoradvertensies. Enjinwringkrag kan ook verhoog word deur die ontstekingstydreëling te verander, die brandstof/lugmengsel aan te pas, en selfs die uitsetwringkrag in sekere scenario's te verhoog.
Deel 3 van 4: Verstaan ander veranderlikes wat die algehele motorgegradeerde wringkrag beïnvloed
Wanneer dit by die meting van wringkrag kom, is daar drie unieke veranderlikes om in 'n binnebrandenjin in ag te neem:
Krag opgewek teen spesifieke RPM: Dit is die maksimum enjinkrag opgewek teen 'n gegewe RPM. Soos die enjin versnel, is daar 'n RPM of perdekrag-kromme. Soos die enjinspoed toeneem, neem die krag ook toe totdat dit die maksimum vlak bereik.
Afstand: Dit is die lengte van die slag van die verbindingstaaf: hoe langer die slag, hoe meer wringkrag word gegenereer, soos ons hierbo verduidelik het.
Wringkragkonstante: Dit is 'n wiskundige getal wat aan alle motors toegeken word, 5252 of 'n konstante RPM waar krag en wringkrag gebalanseer is. Die getal 5252 is afgelei van die waarneming dat een perdekrag gelykstaande is aan 150 pond wat 220 voet in een minuut beweeg. Om dit in voetponde se wringkrag uit te druk, het James Watt die wiskundige formule bekendgestel wat die eerste stoomenjin uitgevind het.
Die formule lyk so:
Gestel 'n krag van 150 pond word toegepas op een voet van radius (of 'n sirkel wat binne die silinder van 'n binnebrandenjin is, byvoorbeeld), sal jy dit moet omskakel na voet-pond se wringkrag.
220 fpm moet geëkstrapoleer word na RPM. Om dit te doen, vermenigvuldig twee pi-getalle (of 3.141593), wat gelyk is aan 6.283186 voet. Neem 220 voet en deel deur 6.28 en ons kry 35.014 rpm vir elke omwenteling.
Neem 150 voet en vermenigvuldig met 35.014 en jy kry 5252.1, ons konstante wat in voetpond se wringkrag tel.
Deel 4 van 4: Hoe om motorwringkrag te bereken
Die formule vir wringkrag is: wringkrag = enjinkrag x 5252, wat dan deur RPM gedeel word.
Die probleem met wringkrag is egter dat dit op twee verskillende plekke gemeet word: direk vanaf die enjin en na die dryfwiele. Ander meganiese komponente wat wringkragaanslag by die wiele kan verhoog of verlaag, sluit in: vliegwielgrootte, transmissieverhoudings, dryfasverhoudings en band/wiel-omtrek.
Om wielwringkrag te bereken, moet al hierdie elemente in 'n vergelyking ingereken word wat die beste oorgelaat word aan die rekenaarprogram wat in die dinamiese toetsbank ingesluit is. Op hierdie tipe toerusting word die voertuig op 'n rak geplaas en die dryfwiele langs 'n ry rollers. Die enjin is aan ’n rekenaar gekoppel wat die enjinspoed, brandstofverbruikkurwe en ratverhoudings lees. Hierdie getalle word in ag geneem met die wielspoed, versnelling en RPM soos die motor vir die verlangde tyd op die dyno bestuur word.
Die berekening van enjinwringkrag is baie makliker om te bepaal. Deur die formule hierbo te volg, word dit duidelik hoe enjinwringkrag eweredig is aan enjinkrag en rpm, soos verduidelik in die eerste afdeling. Deur hierdie formule te gebruik, kan jy die wringkrag- en perdekraggraderings by elke punt op die RPM-kromme bepaal. Om wringkrag te bereken, moet jy die enjinkragdata hê wat deur die enjinvervaardiger verskaf word.
Sommige mense gebruik die aanlyn sakrekenaar wat deur MeasureSpeed.com aangebied word, wat vereis dat jy die maksimum enjinkragaanslag (verskaf deur die vervaardiger of ingevul tydens 'n professionele dyno) en gewenste RPM invoer.
As jy agterkom dat dit moeilik is om jou enjin se werkverrigting te versnel en dit het nie die krag wat jy dink dit behoort te hê nie, laat een van AvtoTachki se gesertifiseerde werktuigkundiges 'n inspeksie uitvoer om die bron van die probleem te bepaal.
