扭矩和功率的區別...
引擎裝置

扭矩和功率的區別...

扭矩和功率之間的區別是許多好奇的人會問的問題。 這是可以理解的,因為這兩個數據是我們汽車技術數據表中研究最多的數據之一。 所以詳細討論這一點會很有趣,即使它不一定是最明顯的......

扭矩和功率的區別...

首先,讓我們澄清一下,這對夫婦在 牛頓。 儀表 和實力 馬力 (當我們談論機器時,因為科學和數學使用 )

真的有區別嗎?

事實上,將這兩個變量分開並不容易,因為它們是相互關聯的。 這就像問麵包和麵粉有什麼區別。 這沒有多大意義,因為麵粉是麵包的一部分。 將成分相互比較(例如,在緊要關頭將水與麵粉進行比較)要比將一種成分與成品進行比較更好。

讓我們嘗試解釋所有這些,但同時明確表示歡迎您提供任何幫助(通過頁面底部的評論)。 解釋的方式越多,互聯網用戶就越能理解這兩個概念之間的聯繫。

功率是配對(有點沉重的措辭,我很清楚......)轉速的結果。

在數學上,這給出了以下內容:

( π X 在 Nm X 模式下的扭矩)/ 1000/30 = 以 kW 為單位的功率(如果我們以後想要一個“更汽車化的概念”,則轉換為馬力)。

到這裡我們開始明白,比較它們幾乎是無稽之談。

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研究扭矩/功率曲線

要完全理解扭矩和功率之間的關係,或者更確切地說是扭矩和速度之間的關係,沒有什麼比電動機更好的了。

看看電動機的扭矩曲線多麼符合邏輯,比熱機的曲線容易理解多了。 在這裡,我們看到我們在旋轉開始時提供了恆定的最大扭矩,這增加了功率曲線。 從邏輯上講,我對旋轉軸施加的力越大,它旋轉得越快(因此功率越大)。 另一方面,隨著扭矩的減小(當我在旋轉軸上的壓力越來越小,無論如何繼續按下時),功率曲線開始下降(儘管轉速繼續下降)。 增加)。 本質上,扭矩是“加速力”,而功率是該力與運動部件的轉速(角速度)相結合的總和。

這對夫婦成功了嗎?

有些人只比較電機的扭矩或幾乎。 其實這是錯覺……

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例如,如果我將汽油發動機在 350 rpm 時產生 6000 Nm 的扭矩與柴油發動機在 400 rpm 時產生 3000 Nm 的扭矩進行比較,我們可能會認為柴油發動機具有最大的加速力。 好吧,不,但是我們將回到開始,最主要的是力量! 只應使用功率來比較電機(最好使用曲線……因為高峰值功率並不是一切!)。

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事實上,雖然扭矩僅表示最大扭矩,但功率包括扭矩和發動機轉速,因此我們擁有所有信息(僅扭矩只是部分指示)。

如果我們回到我們的例子,那麼我們可以說柴油機可以引以為豪,在 400 rpm 時輸出 3000 Nm。 但是不要忘記,在 6000 rpm 時,它絕對不能提供超過 100 Nm 的扭矩(讓我們跳過石油無法達到 6000 噸的事實),而汽油在該速度下仍然可以提供 350 Nm 的扭矩。 在本例中,我們比較的是 200 馬力柴油發動機。 汽油發動機 400 馬力(從指定扭矩得出的數字),從單倍到雙倍。

我們永遠記住,物體轉動(或向前移動)越快,就越難讓它加速。 因此,在高轉速下產生顯著扭矩的發動機表明它具有更多的動力和資源!

舉例說明

我有一個小想法試著把它弄清楚,希望它沒有那麼糟糕。 您是否嘗試過用手指停止低功率電動機(小風扇、小時候 Mecano 套件中的電動機等)。

它可以快速旋轉(例如 240 rpm 或每秒 4 轉),我們可以輕鬆停止它而不會對其造成太大損壞(如果有螺旋槳葉片,它會擺動一點)。 這是因為它的扭矩不是很重要,因此它的瓦數(這適用於玩具和其他小配件的小型電動機)。

另一方面,如果在相同的速度(240 rpm)下我無法停止它,則意味著它的扭矩會更大,這也會導致更多的最終功率(兩者在數學上是相關的,就像通訊船一樣)。 但是速度還是一樣。 所以,通過增加發動機扭矩,我增加了它的功率,因為大約

情侶

X

旋轉速度

= 力量... (任意簡化的公式幫助理解:Pi和頂部公式中可見的一些變量已被刪除)

因此,對於相同的給定功率(比如 5W,但誰在乎),我可以得到:

  • 旋轉緩慢(例如每秒 1 轉)並具有高扭矩的電機,用手指停止會有點困難(它運行速度不快,但其高扭矩使其具有顯著的強度)
  • 或者以 4 rpm 的速度運行但扭矩較小的電機。 在這裡,較低的扭矩由較高的速度補償,從而使其具有更大的慣性。 但是儘管速度更快,但用手指停止會更容易。

畢竟,兩個引擎的功率相同,但它們的工作方式並不相同(功率以不同的方式出現,但這個例子對此並不是很有代表性,因為它僅限於給定的速度。在汽車中,速度一直在變化,這就產生了著名的功率和扭矩曲線矩)。 一個轉得慢,另一個轉得快……這是柴油和汽油之間的一個小區別。

這就是卡車使用柴油燃料的原因,因為柴油具有高扭矩,這會損害其轉速(最大發動機轉速要低得多)。 事實上,儘管拖車很重,但必須能夠向前移動,而不必像汽油一樣責罵發動機(人們必須爬上塔樓,瘋狂地玩弄離合器)。 柴油機在低轉速下傳輸最大扭矩,這使得牽引更容易,並允許您從靜止的車輛上起飛。

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功率、扭矩和發動機轉速之間的關係

這是用戶在評論部分分享的技術輸入。 將它直接插入文章中對我來說似乎是合理的。

為了不使物理量問題複雜化:

功率是曲軸扭矩和以弧度/秒為單位的曲軸速度的乘積。

(請記住,曲軸在 2 ° 處旋轉 6.28 圈,則有 1 * pi 弧度 = 360 弧度。

唐克 P = M * W

P -> 功率 [W]

M -> 扭矩 [Nm](牛頓米)

W (omega) - 以弧度/秒為單位的角速度 W = 2 * Pi * F

Pi = 3.14159 且 F = 曲軸速度,單位為 t/s。

實際例子

發動機扭矩 M:210 Nm

電機速度:3000 rpm -> 頻率 = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t/s = 314 弧度/s

最終 Au:P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 kW

轉換為 CV(馬力)1 hp = 736 瓦

在 CV 中,我們得到 65940 W / 736 W = 89.6 CV。

(回想一下,1 馬力是一匹馬不停地連續奔跑的平均功率(在力學中,這稱為額定功率)。

因此,當我們談論一輛 150 馬力的汽車時,有必要將發動機轉速提高到 6000 轉/分,而扭矩仍然有限,甚至略微降低到 175 牛米。

多虧了變速箱,這是一個變矩器,以及差速器,我們的扭矩增加了大約 5 倍。

例如,在 1 檔,曲軸處 210 Nm 的發動機扭矩將在 210 cm 輻條輪的輪輞處產生 5 Nm * 1050 = 30 Nm,這將產生 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm 的拉力.

在物理學中 F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N(a = 地球加速度 9.81 m / s2 1G)

因此,1 N 對應於 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg 的力。

3500 N * 0.102 = 357 kg 將汽車推上陡坡的力。

我希望這幾個解釋能加強您對功率和機械扭矩概念的了解。

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