Как измерить мощность двигателя автомобиля


Реальная мощность двигателей — проверка на стенде — журнал За рулем

Всегда ли мощность двигателя соответствует заявленной? Иногда — да! Это показала экспертиза на динамометрическом стенде, которую прошли Lada XRAY Cross, Renault Logan Stepway, Kia Ceed третьего поколения, обновленный Nissan X‑Trail и китайский кроссовер Haval H6.

Материалы по теме

Насколько официальные технические характеристики отличаются от реальных? Мы уже проверяли на лукавство машины из пограничной налогововыгодной категории до 250 л.с. Результаты оказались разными: кто-то честно выдавал заявленную мощность, а кто-то — несколько не дотягивал. Но одно дело — довольно мощные автомобили, которые в любом случае не страдают дефицитом тяги, и совсем другое — народные.

Вот мы и проверили машины попроще. Поскольку силенок у таких меньше, потеря каждой «лошади» становится весьма ощутимой. То же касается и крутящего момента.

Итак, вот наша тестовая пятерка. В бюджетном сегменте выступают Лада XRAY Cross и ее родственник-конкурент Renault Logan Stepway. В гольф-классе — набирающий обороты Kia Ceed третьего поколения. Привлек наше внимание и один из лидеров в стане кроссоверов — обновленный Nissan X‑Trail.

Китайский кроссовер Haval H6 не самый популярный на российском рынке среди одноклассников, но довольно свежий. О реальной мощности «китайцев», особенно с турбонаддувом, судачат в каждом гараже. Вот и проверим!

Разбежавшийся табун

Замеры мы проводим совместно с нашими хорошими знакомыми из мастерской AGP Motorsport - на современном динамометрическом стенде Dynomax 5000 AWD с беговыми барабанами, который рассчитан на привод любого типа. Прежде чем загнать машины на барабаны, несколько слов о методике испы­таний.

Материалы по теме

Сейчас все производители замеряют мощность на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием. Естественно, мы не можем снять мотор с каждой машины. Понятно, что стендовая мощность «с колес» при разгоне на прямой передаче с 1500–2000 об/мин до максимальных оборотов будет значительно меньше мощности нетто на маховике. Потому что неизбежны потери в трансмиссии. Именно ­поэтому любой современный стенд умеет пересчитывать результаты с учетом всех потерь.

Еще один автоматически применяемый стендом коэффициент касается условий испытаний. Согласно правилам ЕЭК ООН № 85 и ИСО 1585, температура окружа­ющего воздуха должна быть +25 °C, атмосферное давление — 99 кПа.

При этом все равно стенд дает погрешность, которая не превышает 5%. Как показывает наш опыт, погрешность эта всегда не в пользу автомобилиста. Но если полученные данные укладываются в эти проценты, считаем, что мощность и момент двигателя указаны честно.

Чтобы подкрепить результаты стенда, мы проведем и замеры динамики, то есть времени разгона с места до 100 км/ч.

НЕТТО И БРУТТО

Как измеряется мощность двигателя при составлении технических данных нового автомобиля? Когда-то производители оперировали мощностью брутто, или так называемой лабораторной мощностью, - снимаемой с двигателя без навесного оборудовании. Понятно, что в этом случае показатели выше, но к реальной отдаче «на колесах» эти данные не имеют никакого отношения. Поэтому постепенно от таких замеров отказались в пользу мощности нетто, замеряемой на маховике двигателя со всем вспомогательным оборудованием.

Стендап

Первой на барабаны заезжает Лада XRAY Cross с 1,8‑литровым двигателем ВАЗ‑21179. Серия зачетных выбегов дает лучший результат 118 л.с. при заявленных 122 силах. С учетом погрешности измерений можно считать, что вазовский мотор честно выдает заявленную мощность. А вот крутящий момент недотянул до заводских данных, часть ньютон-метров разбежалась в неизвестном направлении: 152 Н·м против 170 Н·м в заводской таблице характеристик.

Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.

Лада XRAY. Перед замерами определяем потери в трансмиссии — иначе точных данных не получить. Для этого проводим холостой выкат автомобиля на прямой (или близкой к прямой) передаче.

Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.

Результаты замеров на динамометрическом стенде мы решили подкрепить замерами разгонной динамики до 100 км/ч с помощью измерительного комплекса VBOX Racelogic.

Измерение лошадиных сил | HowStuffWorks

Если вы хотите узнать мощность двигателя, подключите двигатель к динамометру . Динамометр помещает нагрузку на двигатель и измеряет количество энергии, которое двигатель может производить против нагрузки.

Аналогичным образом, если вы прикрепите вал к двигателю, двигатель может прикладывать крутящий момент к валу. Динамометр измеряет этот крутящий момент. Вы можете легко преобразовать крутящий момент в лошадиные силы, умножив крутящий момент на число оборотов в минуту / 5,252.

Вы можете получить представление о том, как динамометр работает следующим образом: представьте, что вы включаете автомобильный двигатель, устанавливаете его в нейтральное положение и заправляете его. Двигатель будет работать так быстро, что взорвется. Это бесполезно, поэтому на динамометре вы прикладываете нагрузку к напольному двигателю и измеряете нагрузку, которую двигатель может выдерживать при разных оборотах двигателя. Вы можете подключить двигатель к динамометру, закрепить его на полу и использовать динамометр, чтобы приложить достаточную нагрузку к двигателю, чтобы поддерживать его, скажем, на 7000 об / мин.Вы записываете, какую нагрузку может выдержать двигатель. Затем вы прикладываете дополнительную нагрузку, чтобы снизить частоту вращения двигателя до 6500 об / мин и записывать нагрузку там. Затем вы прикладываете дополнительную нагрузку, чтобы снизить ее до 6000 об / мин и так далее. Вы можете сделать то же самое, начав с 500 или 1000 об / мин и двигаясь вверх. На самом деле динамометры измеряют крутящий момент (в фунтах-футах), а чтобы преобразовать крутящий момент в лошадиные силы, просто умножьте крутящий момент на число оборотов в минуту / 5,252.

График лошадиных сил

Если вы построите график зависимости лошадиных сил от числа оборотов для двигателя, в результате вы получите кривую лошадиных сил для двигателя.Типичная кривая мощности для мощного двигателя может выглядеть следующим образом (это кривая для 300-сильного двигателя в Mitsubishi 3000 twin-turbo):

На графике, подобном этому, показано, что любой двигатель имеет пиковую мощность - значение оборотов, при котором мощность, получаемая от двигателя, максимальна. Двигатель также имеет максимальный крутящий момент при определенных оборотах. Вы часто будете видеть это в брошюре или обзоре в журнале как «320 л.с. при 6500 об / мин, крутящий момент 290 фунт-фут при 5000 об / мин» (цифры для серии Shelby 1999 года 1).Когда люди говорят, что двигатель обладает «большим крутящим моментом на низких оборотах», они имеют в виду, что пиковый крутящий момент возникает при довольно низком значении оборотов, например 2000 или 3000 об / мин.

Еще одна вещь, которую вы можете увидеть из кривой мощности автомобиля, это место, где двигатель имеет максимальную мощность. Когда вы пытаетесь разогнаться быстро, вы хотите держать двигатель близко к точке максимальной мощности на кривой. Вот почему вы часто понижаете скорость для ускорения - понижая передачу, вы увеличиваете частоту вращения двигателя, что обычно приближает вас к точке максимальной мощности на кривой.Если вы хотите «запустить» свой автомобиль со светофора, вы обычно включаете двигатель, чтобы получить максимальную мощность двигателя, а затем отпускаете сцепление, чтобы сбросить максимальную мощность для шин.

Одна из областей, где люди больше всего говорят о лошадиных силах, - это высокопроизводительные автомобили. В следующем разделе мы поговорим о связи там.

,

Как измерить температуру двигателя

Хоть машина системы охлаждения предназначены для поддержания довольно постоянной рабочая температура, фактическая двигатель температура может варьироваться для ряда причины. Он может даже достичь такого высокого уровня, что повреждение двигателя становится возможность.

Биметаллические полосовые датчики

Биметаллические полосковые датчики постепенно приближаются к своим показаниям при включении зажигания.Блок датчика пропускает ток, изменяющийся в зависимости от температуры двигателя, к катушке нагревателя внутри датчика. Биметаллическая полоса внутри катушки изгибается на величину, зависящую от величины тока, и отклоняет стрелку по калиброванной шкале, чтобы получить показание температуры.

датчик температуры обеспечивает раннее предупреждение о перегреве, позволяя вам остановить машину до того, как произойдет какое-либо повреждение. В очень холодную погоду датчик может также сказать вам, если двигатель переохлаждается (что увеличит топливо расход и износ двигателя).Затем вы можете принять профилактические средства, такие как блокируя часть радиатор или изменяя термостат ,

Другие приложения

Температурные датчики используются не только для измерения тепла двигателя охлаждающая жидкость , хотя это их основное применение. Высокопроизводительные автомобили часто имеют датчики для измерения температура моторного масла, потому что это может сильно возрасти во время жесткого вождения. У некоторых гоночных автомобилей даже есть датчики для контроля температуры коробка передач и дифференциал масло.Во время тестов разработки двигатель часто оснащается серией температура датчиков распределены по каналам охлаждения и масло галереи , Они дают картину того, как двигатель нагревается под нагрузкой чтобы можно было внести изменения в систему, чтобы дать больше охлаждения перегретые участки - или уменьшить охлаждение там, где оно чрезмерное.

Система измерения температуры обычно состоит из двух элементы ; сам датчик и блок датчика, который управляет им, оба соединены один провод.

Типы датчика

Существует два распространенных типа измерительного механизма - магнитные датчики и биметаллические датчики. Вы можете сказать, какой тип имеет ваш автомобиль по тому, как он реагирует когда ты переключатель на зажигание , С магнитными инструментами игла немедленно прыгает, чтобы дать чтение; биметаллические датчики медленно движутся к чтение после включения.

Датчики температуры встроены в корпус прибора автомобиля на панель приборов , Однако сенсорный блок может находиться в одном из нескольких мест: корпус термостата, крышка цилиндра или верхний радиатор шланг ,Во всех случаях датчик расположен так, что охлаждающая жидкость течет по нему на выходе из двигатель.

Магнитные датчики

Магнитные датчики температуры

В стержне иглы имеется мягкая железная арматура, которая перемещается на определенную величину в зависимости от напряженности магнитного поля между двумя проволочными катушками. Сила поля зависит от величины тока, передаваемого в катушку от сенсорного блока.

Магнитные датчики, также называемые датчиками подвижного железа, имеют пару катушки , один на каждой стороне поворотного железа арматура который несет иглу. Иногда железная арматура взвешивается для удержания иглы в исходном положении; в других в случаях, когда это делают легкие волосы.

Катушки подключены непосредственно к электроснабжению автомобиля - одна заземлен напрямую, а остальные земли через датчик, чей сопротивление меняется с температурой двигателя. ток прохождение через катушки производит магнитное поле который перемещает арматуру против веса или пружины. количество движения зависит от разницы в поля производится двумя катушки. Эта разница зависит от величины тока, пропускаемого сенсорный блок.

Биметаллические датчики

При использовании биметаллических полосовых датчиков ток, пропускаемый датчиком, равен подается на катушку резистивного провода, намотанного вокруг биметаллической полосы, которая связана к игле.

Ток, протекающий через биметаллическую полосу, вызывает нагрев полосы.Так как это делает так, это изгибается, потому что два металла в полосе расширяются с высокой температурой разные суммы. Изгибающая полоска отклоняет иглу через масштаб , количество изгибов полосы зависит от количества тока, поступающего на датчик, что в свою очередь зависит от тепла двигателя.

Чтобы избежать ошибок, вызванных колебаниями напряжения питания автомобиля из-за электрическая нагрузка и генератор скорость, стабилизатор напряжения включен в инструмент схема , Стабилизатор напряжения также работает на биметаллической полосе принцип и держит инструменты на постоянном уровне 8 или 10 вольт ,

Сенсорные блоки

Существует два типа сенсорных блоков: полупроводник тип и биметаллический полосовой тип.

Полупроводниковые датчики на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом и состоят из полупроводник резистор элемент в металлической капсуле. Сопротивление полупроводник уменьшается с ростом температуры. Когда двигатель нагревается, сопротивление датчика уменьшается, увеличивая поток тока к датчику и давая более высокое чтение.

Биметаллический принцип используется в редких типах датчиков.Движение биметаллическая полоска внутри нагревательной катушки в датчике открывает пару контактов, отключение тока от нагревателя и датчика. С выключенным током полоса охлаждается и выпрямляется, переделывая контакт так, чтобы протекал ток очередной раз. Эта последовательность повторяется быстро, с количеством времени контактов закрыты (и количество времени, что токи течет к датчику) в зависимости на общую температуру сенсорного блока.

Капиллярные датчики

Старые типы датчиков температуры использовали прямой связь между датчик и датчик.Блок датчика представляет собой колбу с жидкостью с низкой температурой кипения и соединен с датчиком тонкой металлической капиллярной трубкой. Как датчик прогревается жидкость испаряется так увеличивая давление в лампочке. это давление передается через капиллярную трубку к манометру, где оно действует на. трубка Бурдона , который выпрямляется под давлением, чтобы переместить индикаторная стрелка. Недостатком этой конструкции является то, что датчик, датчик и трубка должны остается одной единицей, а это означает, что вся длина трубки должна быть пронизывал приборную панель во время монтажа.Кроме того, подвергается капиллярная трубка может быть легко повреждена, и когда это произойдет, сборка должна быть заменена.

Сигнальные огни

Датчики для сигнализаторов высокой температуры отличаются от используемых для датчиков и работают только как переключатели. Они только передают ток светится при превышении заданной температуры.

Когда двигатель и датчик горячие, требуется меньше электрического нагрева для согните полоску и откройте контакты, и процесс охлаждения займет больше времени.это означает, что контакты остаются открытыми дольше, поэтому меньше общего тока течет в схема Игла соединена таким образом, что слабый ток равен высокая читаемость.

,

Как работают автомобильные двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 11 июля 2020 г.

Вспомни 100 лет назад в мире, где люди обычно обходились прогулки или катание на лошадях. Что изменило вещи? Изобретение автомобиля. Колесам может быть 5500 лет, но машины у нас Сегодняшний заезд дебютировал только в 1885 году. когда немецкий инженер Карл Бенц (1844–1929) завязал небольшой бензин (бензиновый) двигатель на трехколесную тележку и сделал первый примитив, бензиновый автомобиль.Хотя Бенц разработал автомобиль, еще один немец инженер Николаус Отто (1832–1891), возможно, был еще более важно, потому что он был человеком, который изобрел бензиновый двигатель в Первое место, около двух десятилетий назад. Это свидетельство Отто гениально, что практически каждый автомобильный двигатель, сделанный с тех пор, был вдохновлен его "четырехтактным" дизайном. Давайте посмотрим, как это работает!

Фото: автомобильные двигатели превращают энергию в жидком топливе в тепловая и кинетическая энергия. Они полны труб и цилиндров, потому что они работают как мини-химические заводы.Это мощный двигатель V12 на великолепно восстановленном спортивном автомобиле Jaguar XJS конца 1970-х годов.

Что такое машина?

Фото: восстановленный (и прекрасно отполированный!) Двигатель классического автомобиля начала 1970-х годов.

Это не такой очевидный вопрос, как кажется. Автомобиль это металлическая коробка с колесами по углам, которая доставит вас от А до Б, да, но это больше, чем это. В научном плане автомобиль - это преобразователь энергии : машина, которая выделяет энергию, запертую в топливе, как бензин (бензин) или дизельное топливо и превращает его в механическую энергию в движущиеся колеса и шестерни.Когда колеса приводят в движение автомобиль, механическая энергия становится кинетической энергией: энергия, которая автомобиль и его обитатели имеют, как они идут вместе. Соревнование построить двигатель автомобиля, чтобы получить как можно больше энергии из каждой капли топлива, чтобы сделать машина едет так далеко и так быстро, как только может.

Фото: нефть можно добывать из земли "кивая ослом" насосы, как этот. Фото любезно предоставлено Министерством энергетики США.

Как мы получаем энергию от нефти?

Легковые и грузовые автомобили, поезда, корабли и самолеты - все это работает топлива из нефти .Также известный как "сырая нефть", нефть - это густая, черная, богатая энергией жидкость, зарытая глубоко под землей, которая стала самым важным источником энергии в мире в течение 20-го века. После накачки на поверхность, нефть отправляется или перекачивается на нефтеперерабатывающий завод и разделяется на бензин, керосин и дизельное топливо, а также целый ряд других нефтехимическая продукция - используется для изготовления всего, от красок до пластмасс.

Нефтяное топливо производится из углеводородов : молекулы внутри состоят в основном из атомов углерода и водорода (с меньшим количеством других элементы, такие как кислород, прикреплены для хорошей меры).Дерево, бумага и Уголь также содержит углеводороды. Мы можем превратить углеводороды в полезные энергия просто сжигая их. Когда вы сжигаете углеводороды в воздухе, их молекулы расщепляются. Углерод и водород соединяются с кислородом из воздух, чтобы сделать углекислый газ и воду, в то время как энергия, которая удерживаемые молекулы вместе выделяется в виде тепла. Этот процесс, который является называется сгорания , выпускает огромное количество энергия. Когда вы сидите вокруг костер, грелись у огня, ты действительно впитываешь энергия, вырабатываемая миллиардами молекул, разрывающихся и расщепляющихся отдельно!

Фото: почему мир использует так много нефти? Сейчас около миллиарда работающих на бензине автомобили на планете, и, как показывает этот график, даже самые энергоэффективные модели проживают не менее 10 баррелей (420 галлонов) нефти в год.На основе оценок энергетического воздействия для моделей 2019 года, представленных в Министерстве энергетики США. Сайт Fuel Economy.

Люди сжигали углеводороды для производства энергии более миллион лет - вот почему огонь был изобретен. Но обычные огни как правило, довольно неэффективно. Когда вы готовите колбаски на костре, вы тратить огромное количество энергии. Тепло отстреливает во всех направлениях; едва ли кто-нибудь идет в кастрюлю - и даже меньше в еду. Машина двигатели намного эффективнее: они тратят меньше энергии и больше это на работу.Что в них такого умного, что они сжигают топливо в закрытые контейнеры, улавливающие большую часть тепловой энергии, выделяемой топливом, и превращая его в механическую энергию, которая может вести машину вперед.


Смотрите также