როგორ გავზომოთ თქვენი მანქანის ბრუნვის მომენტი

ბრუნვის სიჩქარე ცხენის ძალის პროპორციულია და იცვლება ავტომობილისა და მისი მახასიათებლების მიხედვით. ბორბლების ზომა და გადაცემათა კოეფიციენტი გავლენას ახდენს ბრუნვის სიჩქარეზე.

ახალ მანქანას ყიდულობთ თუ ავტოფარეხში აწყობთ ცხელ ჯოხს, ძრავის მუშაობის განსაზღვრისას ორი ფაქტორი მოქმედებს: ცხენის ძალა და ბრუნვის მომენტი. თუ თქვენ მოგწონთ საკუთარი თავის მექანიკის ან მანქანის მოყვარულთა უმეტესობა, თქვენ ალბათ კარგად გესმით ცხენის ძალასა და ბრუნვას შორის ურთიერთობა, მაგრამ შეიძლება გაგიჭირდეთ იმის გაგება, თუ როგორ მიიღწევა ეს "ფუტი-ფუნტი" რიცხვები. დაიჯერეთ თუ არა, სინამდვილეში ეს არც ისე რთულია.

სანამ ტექნიკურ დეტალებს შევეხებით, მოდით ჩამოვყოთ რამდენიმე მარტივი ფაქტი და განმარტება, რათა დაგეხმაროთ იმის გაგებაში, თუ რატომ არის მნიშვნელოვანი ფაქტორები გასათვალისწინებელი ცხენის ძალა და ბრუნვა. ჩვენ უნდა დავიწყოთ შიდა წვის ძრავის მუშაობის გაზომვის სამი ელემენტის განსაზღვრით: სიჩქარე, ბრუნვა და სიმძლავრე.

ნაწილი 1 / 4: იმის გაგება, თუ როგორ მოქმედებს ძრავის სიჩქარე, ბრუნვა და სიმძლავრე მთლიან შესრულებაზე

ჟურნალ Hot Rod-ის ბოლო სტატიაში, ძრავის მუშაობის ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლო საბოლოოდ მოგვარდა იმ საფუძვლებზე, თუ როგორ ითვლის ძალა. ადამიანების უმეტესობა ფიქრობს, რომ დინამომეტრები (ძრავის დინამომეტრები) შექმნილია ძრავის ცხენის სიმძლავრის გასაზომად.

სინამდვილეში, დინამომეტრები არ ზომავენ ძალას, არამედ ბრუნვას. ბრუნვის ეს მაჩვენებელი მრავლდება RPM-ზე, რომელზეც ის იზომება და შემდეგ იყოფა 5,252-ზე, რათა მიიღოთ სიმძლავრის მაჩვენებელი.

50 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, დინამომეტრები, რომლებიც იყენებდნენ ძრავის ბრუნვის და RPM-ის გასაზომად, უბრალოდ ვერ უძლებდნენ ამ ძრავების გამომუშავებულ მაღალ სიმძლავრეს. ფაქტობრივად, ერთი ცილინდრი ამ 500 კუბური დიუმიანი ნიტრო-წვის ჰემისზე წარმოქმნის დაახლოებით 800 ფუნტ ბიძგს ერთი გამონაბოლქვი მილის მეშვეობით.

ყველა ძრავა, იქნება ეს შიდა წვის ძრავა თუ ელექტრო, მუშაობს სხვადასხვა სიჩქარით. უმეტესწილად, რაც უფრო სწრაფად დაასრულებს ძრავა სიმძლავრის დარტყმას ან ციკლს, მით მეტ ძალას გამოიმუშავებს. როდესაც საქმე ეხება შიდა წვის ძრავას, არსებობს სამი ელემენტი, რომლებიც გავლენას ახდენენ მის მთლიან მუშაობაზე: სიჩქარე, ბრუნვის მომენტი და სიმძლავრე.

სიჩქარე განისაზღვრება იმით, თუ რამდენად სწრაფად ასრულებს ძრავა თავის მუშაობას. როდესაც ჩვენ ვიყენებთ ძრავის სიჩქარეს რიცხვზე ან ერთეულზე, ჩვენ ვზომავთ ძრავის სიჩქარეს ბრუნებით წუთში ან RPM-ში. ძრავის „სამუშაო“ არის ძალა, რომელიც გამოიყენება გაზომვადი მანძილზე. ბრუნვა განისაზღვრება, როგორც სპეციალური სახის სამუშაო, რომელიც აწარმოებს ბრუნვას. ეს ხდება მაშინ, როდესაც ძალა ვრცელდება რადიუსზე (ან, შიდა წვის ძრავისთვის, მფრინავი) და ჩვეულებრივ იზომება ფუტ-ფუნტებში.

ცხენის ძალა არის სამუშაოს შესრულების სიჩქარე. ძველად, თუ საგნების გადატანა სჭირდებოდათ, ამისთვის ჩვეულებრივ ცხენს იყენებდნენ. დადგენილია, რომ ერთი ცხენი წუთში დაახლოებით 33,000 ფუტის სიჩქარით მოძრაობდა. სწორედ აქედან მოდის ტერმინი „ცხენის ძალა“. სიჩქარისა და ბრუნვისგან განსხვავებით, ცხენის ძალა შეიძლება გაიზომოს რამდენიმე ერთეულში, მათ შორის: 1 ცხ.ძ. = 746 W, 1 ცხ.ძ = 2,545 BTU და 1 ცხ.ძ = 1,055 ჯოული.

ეს სამი ელემენტი ერთად მუშაობს ძრავის სიმძლავრის შესაქმნელად. იმის გამო, რომ ბრუნი მუდმივი რჩება, სიჩქარე და სიმძლავრე პროპორციული რჩება. თუმცა, ძრავის სიჩქარის მატებასთან ერთად, სიმძლავრეც იზრდება, რათა ბრუნვის მუდმივი შენარჩუნდეს. თუმცა, ბევრი ადამიანი დაბნეულია იმის შესახებ, თუ როგორ მოქმედებს ბრუნვის მომენტი და სიმძლავრე ძრავის სიჩქარეზე. მარტივად რომ ვთქვათ, ბრუნვის და სიმძლავრის მატებასთან ერთად იზრდება ძრავის სიჩქარეც. პირიქითაც მართალია: ბრუნვის და სიმძლავრის კლებასთან ერთად მცირდება ძრავის სიჩქარეც.

მე-2 ნაწილი 4: როგორ არის შექმნილი ძრავები მაქსიმალური ბრუნვისთვის

თანამედროვე შიდა წვის ძრავა შეიძლება შეიცვალოს სიმძლავრის ან ბრუნვის გაზრდის მიზნით, შემაერთებელი ღეროს ზომის ან სიგრძის შეცვლით და ჭაბურღილის ან ცილინდრის ნახვრეტის გაზრდით. ამას ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც ნახვრეტისა და ინსულტის თანაფარდობას.

ბრუნვის მომენტი იზომება ნიუტონ მეტრებში. მარტივად რომ ვთქვათ, ეს ნიშნავს, რომ ბრუნვის მომენტი იზომება 360 გრადუსიანი წრიული მოძრაობით. ჩვენს მაგალითში გამოყენებულია ორი იდენტური ძრავა იგივე დიამეტრით (ან წვის ცილინდრის დიამეტრით). თუმცა, ორი ძრავიდან ერთს აქვს უფრო გრძელი „ინსულტი“ (ან ცილინდრის სიღრმე, რომელიც შექმნილია გრძელი დამაკავშირებელი ღეროთი). უფრო გრძელი ინსულტის ძრავას აქვს უფრო წრფივი მოძრაობა, რადგან ის ბრუნავს წვის პალატაში და აქვს მეტი ბერკეტი იგივე ამოცანის შესასრულებლად.

ბრუნვის მომენტი იზომება ფუნტ-ფუტებში, ან რამდენი "ბრუნი" გამოიყენება დავალების შესასრულებლად. მაგალითად, წარმოიდგინეთ, რომ ცდილობთ ჟანგიანი ჭანჭიკის მოხსნას. დავუშვათ, რომ თქვენ გაქვთ ორი განსხვავებული მილის გასაღები, ერთი 2 ფუტის სიგრძის და მეორე 1 ფუტის სიგრძის. თუ ვივარაუდებთ, რომ თქვენ იყენებთ იგივე რაოდენობის ძალას (50 ფუნტი წნევა ამ შემთხვევაში), თქვენ რეალურად იყენებთ 100 ფტ-ფუნტ ბრუნს ორ ფუტიანი გასაღებისთვის (50 x 2) და მხოლოდ 50 ფუნტი. ბრუნვის მომენტი (1 x 50) ერთი ფეხის გასაღებით. რომელი გასაღები დაგეხმარებათ ჭანჭიკის უფრო მარტივად ამოხსნაში? პასუხი მარტივია - მეტი ბრუნვის მქონე.

ინჟინრები ავითარებენ ძრავას, რომელიც უზრუნველყოფს ბრუნვისა და ცხენის ძალის უფრო მაღალ თანაფარდობას მანქანებისთვის, რომლებსაც დამატებითი „ძალა“ სჭირდებათ აჩქარების ან ასვლისთვის. თქვენ ჩვეულებრივ ხედავთ ბრუნვის უფრო მაღალ მაჩვენებლებს მძიმე მანქანებისთვის, რომლებიც გამოიყენება ბუქსირებისთვის ან მაღალი წარმადობის ძრავებისთვის, სადაც აჩქარება კრიტიკულია (როგორიცაა ზემოთ მოყვანილი NHRA Top Fuel Engine-ის მაგალითი).

სწორედ ამიტომ, მანქანების მწარმოებლები ხშირად ხაზს უსვამენ მაღალი ბრუნვის მქონე ძრავების პოტენციალს სატვირთო მანქანების რეკლამებში. ძრავის ბრუნვის გაზრდა ასევე შესაძლებელია ანთების დროის შეცვლით, საწვავის/ჰაერის ნარევის რეგულირებით და გამომავალი ბრუნვის გაზრდითაც კი გარკვეულ სცენარებში.

ნაწილი 3 / 4: სხვა ცვლადების გაგება, რომლებიც გავლენას ახდენენ ძრავის საერთო რეიტინგულ ბრუნვაზე

როდესაც საქმე ეხება ბრუნვის გაზომვას, შიდა წვის ძრავაში გასათვალისწინებელია სამი უნიკალური ცვლადი:

სპეციფიურ ბრუნზე წარმოქმნილი ძალა: ეს არის ძრავის მაქსიმალური სიმძლავრე, რომელიც წარმოიქმნება მოცემულ RPM-ზე. როდესაც ძრავა აჩქარებს, არის RPM ან ცხენის სიმძლავრის მრუდი. ძრავის სიჩქარის მატებასთან ერთად, სიმძლავრეც იზრდება, სანამ მაქსიმალურ დონეს მიაღწევს.

მანძილი: ეს არის შემაერთებელი ღეროს დარტყმის სიგრძე: რაც უფრო გრძელია დარტყმა, მით მეტი ბრუნი წარმოიქმნება, როგორც ზემოთ ავხსენით.

ბრუნვის მუდმივი: ეს არის მათემატიკური რიცხვი, რომელიც ენიჭება ყველა ძრავას, 5252 ან მუდმივი RPM, სადაც სიმძლავრე და ბრუნი დაბალანსებულია. რიცხვი 5252 მიღებული იქნა დაკვირვებით, რომ ერთი ცხენის ძალა უდრის 150 ფუნტს, რომელიც მოგზაურობს 220 ფუტს ერთ წუთში. ამის გამოსახატავად ფუნტ-ფუნტი ბრუნვით, ჯეიმს უატმა შემოიტანა მათემატიკური ფორმულა, რომელმაც გამოიგონა პირველი ორთქლის ძრავა.

ფორმულა ასე გამოიყურება:

თუ ვივარაუდებთ, რომ 150 ფუნტი ძალა გამოიყენება რადიუსის ერთ ფუტს (ან წრეზე, რომელიც არის შიდა წვის ძრავის ცილინდრის შიგნით, მაგალითად), თქვენ მოგიწევთ მისი გადაქცევა ბრუნვის ფუნტ ფუნტად.

220 fpm უნდა იყოს ექსტრაპოლირებული RPM-მდე. ამისათვის გაამრავლეთ ორი პი რიცხვი (ან 3.141593), რაც უდრის 6.283186 ფუტს. აიღეთ 220 ფუტი და გაყავით 6.28-ზე და მივიღებთ 35.014 ბრ/წთ ყოველი რევოლუციისთვის.

აიღეთ 150 ფუტი და გაამრავლეთ 35.014-ზე და მიიღებთ 5252.1-ს, ჩვენს მუდმივობას, რომელიც ითვლის ბრუნვის ფუნტ-ფუნტებში.

ნაწილი 4 / 4: როგორ გამოვთვალოთ მანქანის ბრუნვის სიჩქარე

ბრუნვის ფორმულა არის: ბრუნი = ძრავის სიმძლავრე x 5252, რომელიც შემდეგ იყოფა RPM-ზე.

თუმცა, ბრუნვის პრობლემა ის არის, რომ ის იზომება ორ განსხვავებულ ადგილას: პირდაპირ ძრავიდან და წამყვანი ბორბლებისკენ. სხვა მექანიკური კომპონენტები, რომლებსაც შეუძლიათ გაზარდონ ან შეამცირონ ბრუნვის მაჩვენებელი ბორბლებზე, მოიცავს: მფრინავის ზომა, გადაცემის კოეფიციენტები, ამძრავი ღერძის კოეფიციენტები და საბურავის/ბორბლის გარშემოწერილობა.

ბორბლის ბრუნვის გამოსათვლელად, ყველა ეს ელემენტი უნდა იყოს ფაქტორირებული განტოლებაში, რომელიც საუკეთესოდ დარჩება დინამიური ტესტის სკამში შემავალ კომპიუტერულ პროგრამაში. ამ ტიპის აღჭურვილობაზე მანქანა მოთავსებულია თაროზე და წამყვანი ბორბლები მოთავსებულია ლილვაკების რიგის გვერდით. ძრავა დაკავშირებულია კომპიუტერთან, რომელიც კითხულობს ძრავის სიჩქარეს, საწვავის მოხმარების მრუდს და გადაცემათა კოეფიციენტებს. ეს რიცხვები მხედველობაში მიიღება ბორბლის სიჩქარესთან, აჩქარებასთან და ბრუნში, რადგან მანქანა მოძრაობს დინოზე სასურველი დროის განმავლობაში.

ძრავის ბრუნვის გამოთვლა ბევრად უფრო ადვილია. ზემოთ მოყვანილი ფორმულის დაცვით, ცხადი ხდება, თუ როგორ არის ძრავის ბრუნვის პროპორციული ძრავის სიმძლავრე და rpm, როგორც ეს აღწერილია პირველ ნაწილში. ამ ფორმულის გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ ბრუნვისა და ცხენის ძალის მაჩვენებლები RPM მრუდის თითოეულ წერტილში. ბრუნვის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გქონდეთ ძრავის სიმძლავრის მონაცემები მოწოდებული ძრავის მწარმოებლის მიერ.

ბრუნვის კალკულატორი

ზოგიერთი ადამიანი იყენებს MeasureSpeed.com-ის მიერ შემოთავაზებულ ონლაინ კალკულატორს, რომელიც მოითხოვს, რომ შეიყვანოთ ძრავის მაქსიმალური სიმძლავრის ნიშანი (მოწოდებული მწარმოებლის მიერ ან შევსებული პროფესიონალური დინოს დროს) და სასურველი RPM.

თუ შეამჩნევთ, რომ თქვენი ძრავის მუშაობის აჩქარება ძნელია და მას არ გააჩნია ის სიმძლავრე, რომელიც თქვენ ფიქრობთ, რომ უნდა ჰქონდეს, სთხოვეთ AvtoTachki-ის ერთ-ერთ სერტიფიცირებულ მექანიკოსს, ჩაატაროს შემოწმება პრობლემის წყაროს დასადგენად.