Измерьте мощность подвесного мотора: мулинеткой с изменяемой характеристикой

Измерение мощности подвесного мотора на стенде или мулинеткой

На стенде или мулинеткой

Какую мощность стал развивать мотор после переборки или ремонта, модернизации или форсировки? Какова потеря мощности, вызванная износом?

На эти и многие подобные вопросы наиболее точный ответ дают только испытания, в процессе которых может быть получена внешняя скоростная характеристика (рис. 1), — зависимость развиваемой двигателем мощности от числа оборотов при максимальном открытии дроссельной заслонки.

Непосредственно мощность двигателя не может быть измерена, и определяется косвенным путем — посредством замера крутящего момента и числа оборотов коленчатого вала с последующим расчетом по известной формуле:

где Мкр — крутящий момент, кгм;
nкв — число оборотов коленчатого вала, об/мин.

Крутящий момент измеряют на специальных тормозных стендах. (Его можно установить для коллективного пользования на любой лодочной стоянке.) Основная и самая сложная его часть — собственно тормоз с весовым механизмом, с помощью которого можно измерять и регулировать задаваемую двигателю нагрузку (тормозной момент).

Существует много типов механических, гидравлических и электрических тормозов, но самый простой и доступный для самостоятельного изготовления — колодочный (механо-фрикционный) тормоз. Испытательный стенд с таким тормозом состоит (рис. 2) из жесткой стальной (например, сварной из уголка) рамы с «транцевой» доской для навешивания мотора, щитка для закрепления тахометра и силоизмерителя (динамометра), тормозного барабана и колодочного тормоза.

Колодочный тормоз (рис. 3) состоит из чугунного тормозного барабана, насаженного на гребной вал мотора вместо винта, нижней колодки тормоза, жестко связанной с рычагом, и верхней — свободно вращающейся на пальце. Винтом, который изменяет силу натяжения колодок, регулируется тормозной момент. Рычаг подсоединен к силоизмерительному устройству — динамометру. Для гашения колебаний рычага в плоскости вращения тормозного барабана к этому же концу рычага в горизонтальной плоскости приварена стальная пластина.

Перед замером мощности стенд устанавливается в резервуар с водой или прямо на дно водоема так, чтобы обеспечивалось нормальное заглубление «ноги» мотора, Можно вместо рамы сварить прямоугольный бак и наполнять его водой до необходимого уровня.

Мотор запускают с включенным ходом «вперед» при полностью отпущенных колодках тормоза. Следя за тахометром, постепенно увеличивают обороты и так же постепенно затягивают колодки, добиваясь, чтобы двигатель развил максимальное паспортное число оборотов при полностью открытом дросселе (положение ручки «полный газ»). Этот момент — начало измерений. Производится первая запись: показания тахометра в об/мин и показания динамометра в кг. Затем колодки вновь подтягиваются так, чтобы обороты двигателя снизились на 200—300 об/мин, после чего вновь записываются показания приборов. Так ступенями (ручка газа все время в положении «полный газ») через приблизительно равные интервалы снижается число оборотов, и на каждой ступени производится запись показаний тахометра и динамометра. Тормозить двигатель достаточно до 3000—3500 об/мин. После этого производится такое же ступенчатое отпускание колодок с записью показаний приборов и испытание заканчивается, когда обороты двигателя вновь достигнут своего номинального значения.

Крутящий момент (а он равен по абсолютной величине тормозному) вычисляется по формуле:

где Р — показания динамометра, кгс;
l — плечо тормозного рычага, измеренное в метрах от оси гребного вала до точки крепления к рычагу тяги динамометра.

Вычисляя мощность, необходимо учитывать передаточное отношение редуктора, так как число оборотов измерялось у коленчатого вала, а тормозной момент на гребном валу.

По этой формуле вычисляется значение мощности на гребном валу, т. е. с учетом всех механических потерь в передаче. После подсчета мощности по всем точкам замера строится график зависимости Ne=f(n) (рис. 1).

При использовании тахометра с ценой деления 100 об/мин, динамометра с ценой деления 0,2 кг (и принимая погрешность замера длины рычага ±1 мм) погрешность замера мощности будет лежать в пределах 2÷2,5%, т. е. при мощности мотора 20 л. с. абсолютная погрешность будет равна ±0,5 л, с. Для практических целей такая точность вполне достаточна.

Можно построить график зависимости мощности от оборотов и не прибегая к испытаниям на стенде. Для этого нужно воспользоваться тарированным лопастным гидравлическим тормозом (мулинеткой). На рис. 4 показана мулинетка, рассчитанная для применения на моторах мощностью 20—25 л. с., а на рис. 5 ее тормозная характеристика — зависимость потребляемой мощности от числа оборотов.

При вращении мулинетки, установленной вместо гребного винта, вся мощность мотора расходуется на преодоление сил сопротивления вращению. Поэтому сам процесс измерений очень прост — мулинетка устанавливается вместо гребного винта, запускается мотор (установленный прямо на транце лодки) и при включенном ходе «вперед» на полном газу замеряется число оборотов коленчатого вала. Далее с учетом передаточного отношения редуктора по тормозной характеристике мулинетки определяется мощность, развиваемая мотором на гребном валу при данном числе оборотов. Таким образом находится одна точка внешней скоростной характеристики мотора. Для получения всей скоростной характеристики в интересующем нас диапазоне чисел оборотов необходимо воспользоваться эмпирическими зависимостями (рис. 6 и 7), установленными на основании обработки статистического материала и многократно проверенными автором на практике.

Мощность двигателя внутреннего сгорания (и, в частности, двухтактного) зависит от рабочего объема и числа цилиндров, числа оборотов, теплоты сгорания горючей смеси и ряда безразмерных коэффициентов, характеризующих рабочий процесс.

Относительная мощность определяется по формуле:

где вследствие простого алгебраического сокращения размерных величин остаются лишь безразмерные коэффициенты (индикаторный и механический к. п. д., коэффициент избытка воздуха и коэффициент наполнения). Поскольку их относительное изменение от числа оборотов для двухтактных двигателей потребительских подвесных моторов практически одинаково, то в относительной системе координат внешние скоростные характеристики моторов как бы сливаются в одну кривую независимо от числа цилиндров, рабочего объема и системы продувки (рис. 6). Пользуясь этой кривой или ее уравнением, можно по одной известной точке Nmax и зная пе рассчитать всю внешнюю характеристику подвесного мотора в абсолютных координатах.

Для этого необходимо вначале определить обороты мулинетки с учетом передаточного отношения редуктора ip, т. е.

и по тормозной характеристике (рис. 5) найти тормозную мощность N. Делением паспортной мощности на число цилиндров находим цилиндровую мощность Нц и с помощью графика 7 определяем максимальные обороты nе. Далее определяются относительные обороты двигателя с мулинеткой

и по графику 6 (или по формуле) находится относительная мощность N, а из выражения

вычисляется максимальная мощность.

Последовательно принимая значения n меньше единицы (например, 0,95; 0,9; 0,85; и т д.), с помощью графика 6 определяем другие точки внешней характеристики.

Следует сказать, что при равных условиях точность этого метода несколько ниже, чем при испытаниях на стенде. Погрешность его определяется, с одной стороны, погрешностью графиков (которая уже не зависит от экспериментатора), и с другой — погрешностью измерения числа оборотов при испытаниях.

Для того чтобы общая относительная погрешность конечного результата При определении (Ушах не превысила 2—2,5%, необходимо измерять число оборотов не грубее, чем ±15 об/мнн. К такой точности можно приблизиться, использовав для определения оборотов секундомер и счетчик импульсов, с помощью которых можно определить количество оборотов коленчатого вала за какой-то промежуток времени (не менее 25—30 секунд) и затем подсчитать среднее значение числа оборотов в минуту.

При работе с мулинеткой мотор должен быть заглублен так, чтобы полностью исключалась возможность прососа к ней воздуха; а также обеспечена работа в условиях «безграничной жидкости», т. е. эксперимент должен производиться на глубокой воде и в отсутствие стенок.

Мулинетку можно использовать для сравнительной оценки нескольких однотипных моторов: наибольшую мощность имеет тот мотор, который с той же мулинеткой развивает наибольшее число оборотов.

Графики рис. 5 и 6 могут быть использованы и самостоятельно, когда по каким-либо причинам отсутствует «фирменная» скоростная характеристика. В этом случае с их помощью по паспортным данным мотора Nном и nном может быть построена характеристика, которая является некоторой средней характеристикой для моторов данной марки.

Мулинеткой с изменяемой характеристикой

Замер мощности подвесного мотора с помощью мулинетки, безусловно прост и доступен. Однако мулинетка дает возможность снять только одну точку на внешней характеристике мотора. По ней, правда, можно рассчитать другие точки внешней характеристики, но, на мой взгляд, такой метод слишком приблизителен. Чтобы получить внешнюю характеристику мотора в интересующем диапазоне оборотов, необходимо иметь ряд соответственно подобранных и оттарированных мулинеток. Обычные конструкции мулинеток совершенно не пригодны для этих целей. Малопригодны эти мулинетки и для замеров мощности на двигателях различного уровня мощности. Кроме того, метод построения внешней характеристики двигателя по точке, полученной одним замером, и с использованием некоторой «стандартной» характеристики двигателя пригоден лишь для однотипных двигателей, имеющих отклонения друг от друга только технологического порядка. При переходе от одного типа двигателя к другому или при форсировке двигателя, когда вид внешней характеристики может существенно меняться, данный метод оказывается совершенно не пригодным.

В особенности это относится к специальным гоночным двигателям с настроенными всасывающим и выхлопным трактами и имеющим в силу этого внешнюю характеристику с ярко выраженным пиком в области максимальных оборотов.

Вот уже более десяти лет я использую нагрузочное устройство, позволяющее измерять мощность любого подвесного двигателя, включая гоночные. Нагрузочное устройство представляет собой цилиндрическую ступицу (рис. 1) с завинченными в нее съемными стержнями, т. е. мулинетку с изменяемой тормозной характеристикой.

Подбирая комбинации стержней различной длины, можно нагружать двигатель в очень широком диапазоне оборотов. Нагрузочную мощность для одной пары стержней можно определить расчетом — она пропорциональна кубу оборотов, диаметру самого стержня и четвертой степени диаметра мулинетки — круга, ометаемого концами стержней:

где n — обороты гребного вала, об/с;
D — диаметр мулинетки, м;
d — диаметр стержня, мм.

При установке двух, трех и более пар стержней мощность, поглощаемая мулинеткой, определяется как сумма мощностей, поглощаемых каждой парой, увеличенная приблизительно на 10%, что учитывает увеличение крутящего момента при близком расположении каждой пары стержней друг от друга, т. е.:

При проведении замеров удобнее, если стержни изготовлены из прутка одного диаметра, например 10 мм. Для таких стержней поглощаемая мощность одной пары в зависимости от числа оборотов может быть определена по графику (рис. 2). Для моторов мощностью до 10—12 л. с. («Москва», «Ветерок») достаточно двух пар стержней, для более мощных — четырех.

Для предотвращения вибрации мулинетки следует тщательно следить, чтобы и сама пара стержней и выступающие концы после завинчивания их в ступицу были одинаковой длины, а стержни длиной более 100 мм желательно изготовить из легкого сплава (Д16Т или АМГ). После завинчивания в ступицу стержни должны быть попарно законтрены проволокой.

Замер мощности следует начинать с установки в ступицу максимального количества пар стержней наибольшей длины. Произведя замер числа оборотов коленчатого вала, которые разовьет двигатель при оптимальной регулировке, следует при каждом следующем замере уменьшать количество пар стержней или устанавливать стержни меньшей длины вплоть до достижения оборотов, превышающих номинальные на 10—15%. Таким образом выполняется 5—6, а лучше 8—10 замеров и строится внешняя характеристика. При замерах в каждой точке необходимо добиваться максимальных оборотов регулировкой опережения зажигания и карбюратора.

При расчетах следует помнить, что графики и формулы относятся к числу оборотов гребного вала, т. е. замеры чисел оборотов должны быть пересчитаны с учетом передаточного отношения редуктора мотора.

Измерьте мощность подвесного мотора: мулинеткой с изменяемой характеристикой

Замер мощности подвесного мотора с помощью мулинетки (см. Измерьте мощность подвесного мотора: на стенде или мулинеткой, безусловно прост и доступен. Однако мулинетка дает возможность снять только одну точку на внешней характеристике мотора. По ней, правда, можно рассчитать другие точки внешней характеристики, но, на мой взгляд, такой метод слишком приблизителен. Чтобы получить внешнюю характеристику мотора в интересующем диапазоне оборотов, необходимо иметь ряд соответственно подобранных и оттарированных мулинеток. Обычные конструкции мулинеток совершенно не пригодны для этих целей. Малопригодны эти мулинетки и для замеров мощности на двигателях различного уровня мощности. Кроме того, метод построения внешней характеристики двигателя по точке, полученной одним замером, и с использованием некоторой «стандартной» характеристики двигателя пригоден лишь для однотипных двигателей, имеющих отклонения друг от друга только технологического порядка. При переходе от одного типа двигателя к другому или при форсировке двигателя, когда вид внешней характеристики может существенно меняться, данный метод оказывается совершенно не пригодным.

В особенности это относится к специальным гоночным двигателям с настроенными всасывающим и выхлопным трактами и имеющим в силу этого внешнюю характеристику с ярко выраженным пиком в области максимальных оборотов.

Вот уже более десяти лет я использую нагрузочное устройство, позволяющее измерять мощность любого подвесного двигателя, включая гоночные. Нагрузочное устройство представляет собой цилиндрическую ступицу (рис. 1) с завинченными в нее съемными стержнями, т. е. мулинетку с изменяемой тормозной характеристикой.

Рис. 1. Мулинетка с изменяемым тормозным моментом

1 — стержень; 2 — ступица; 3 — контровочная проволока Ø0,8-1,0;
А — диаметр отверстия под гребной вал; Б — длина ступицы.
Для 2-х пар стержней — 50 мм, для 4-х пар стержней — 70 мм; В — диаметр и
расположение отверстия для штифта гребного вала выбирается в зависимости от
марки мотора; Д — диаметр мулинетки.

Подбирая комбинации стержней различной длины, можно нагружать двигатель в очень широком диапазоне оборотов. Нагрузочную мощность для одной пары стержней можно определить расчетом — она пропорциональна кубу оборотов, диаметру самого стержня и четвертой степени диаметра мулинетки — круга, ометаемого концами стержней:

где n — обороты гребного вала, об/с; D — диаметр мулинетки, м; d — диаметр стержня, мм.

При установке двух, трех и более пар стержней мощность, поглощаемая мулинеткой, определяется как сумма мощностей, поглощаемых каждой парой, увеличенная приблизительно на 10%, что учитывает увеличение крутящего момента при близком расположении каждой пары стержней друг от друга, то есть:

При проведении замеров удобнее, если стержни изготовлены из прутка одного диаметра, например 10 мм. Для таких стержней поглощаемая мощность одной пары в зависимости от числа оборотов может быть определена по графику (рис. 2). Для моторов мощностью до 10-12 л. с. («Москва», «Ветерок») достаточно двух пар стержней, для более мощных — четырех.

Рис. 2. Тормозная характеристика
мулинетки с одной парой стержней

N e — тормозная мощность; D — диаметр
мулинетки, мм; n — обороты гребного вала, об/мин.

Для предотвращения вибрации мулинетки следует тщательно следить, чтобы и сама пара стержней и выступающие концы после завинчивания их в ступицу были одинаковой длины, а стержни длиной более 100 мм желательно изготовить из легкого сплава (Д16Т или АМГ). После завинчивания в ступицу стержни должны быть попарно законтрены проволокой.

Замер мощности следует начинать с установки в ступицу максимального количества пар стержней наибольшей длины.

Произведя замер числа оборотов коленчатого вала, которые разовьет двигатель при оптимальной регулировке, следует при каждом следующем замере уменьшать количество пар стержней или устанавливать стержни меньшей длины вплоть до достижения оборотов, превышающих номинальные на 10-15%.

Таким образом выполняется 5-6, а лучше 8-10 замеров и строится внешняя характеристика. При замерах в каждой точке необходимо добиваться максимальных оборотов регулировкой опережения зажигания и карбюратора.

При расчетах следует помнить, что графики и формулы относятся к числу оборотов гребного вала, то есть замеры чисел оборотов должны быть пересчитаны с учетом передаточного отношения редуктора мотора.

Читайте также:  Зимняя рыбалка для начинающих. Основы зимней рыбалки!

Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:

ИЗМЕРЬТЕ МОЩНОСТЬ ПОДВЕСНОГО МОТОРА:
на стенде или мулинеткой

Какую мощность стал развивать мотор после переборки или ремонта, модернизации или форсировки? Какова потеря мощности, вызванная износом?

На эти и многие подобные вопросы наиболее точный ответ дают только испытания, в процессе которых может быть получена внешняя скоростная характеристика (рис. 1), – зависимость развиваемой двигателем мощности от числа оборотов при максимальном открытии дроссельной заслонки.

Непосредственно мощность двигателя не может быть измерена, и определяется косвенным путем – посредством замера крутящего момента и числа оборотов коленчатого вала с последующим расчетом по известной формуле:

Ne=Mкр * nкв 716.2л.с.,

где Mкр – крутящий момент, кгм; nкв – число оборотов коленчатого вала, об/мин.

Крутящий момент измеряют на специальных тормозных стендах. (Его можно установить для коллективного пользования на любой лодочной стоянке.) Основная и самая сложная его часть – собственно тормоз с весовым механизмом, с помощью которого можно измерять и регулировать задаваемую двигателю нагрузку (тормозной момент).

Существует много типов механических, гидравлических и электрических тормозов, но самый простой и доступный для самостоятельного изготовления – колодочный (механо-фрикционный) тормоз. Испытательный стенд с таким тормозом состоит (рис. 2) из жесткой стальной (например, сварной из уголка) рамы с “транцевой” доской для навешивания мотора, щитка для закрепления тахометра и силоизмерителя (динамометра), тормозного барабана и колодочного тормоза.

Колодочный тормоз (рис. 3) состоит из чугунного тормозного барабана, насаженного на гребной вал мотора вместо винта, нижней колодки тормоза, жестко связанной с рычагом, и верхней – свободно вращающейся на пальце. Винтом, который изменяет силу натяжения колодок, регулируется тормозной момент. Рычаг подсоединен к силоизмерительному устройству – динамометру. Для гашения колебаний рычага в плоскости вращения тормозного барабана к этому же концу рычага в горизонтальной плоскости приварена стальная пластина.

Перед замером мощности стенд устанавливается в резервуар с водой или прямо на дно водоема так, чтобы обеспечивалось нормальное заглубление “ноги” мотора. Можно вместо рамы сварить прямоугольный бак и наполнять его водой до необходимого уровня.

Мотор запускают с включенным ходом “вперед” при полностью отпущенных колодках тормоза. Следя за тахометром, постепенно увеличивают обороты и так же постепенно затягивают колодки, добиваясь, чтобы двигатель развил максимальное паспортное число оборотов при полностью открытом дросселе (положение ручки “полный газ”). Этот момент – начало измерений. Производится первая запись: показания тахометра в об/мин и показания динамометра в кг. Затем колодки вновь подтягиваются так, чтобы обороты двигателя снизились на 200-300 об/мин, после чего вновь записываются показания приборов. Так ступенями (ручка газа все время в положении “полный газ”) через приблизительно равные интервалы снижается число оборотов, и на каждой ступени производится запись показаний тахометра и динамометра. Тормозить двигатель достаточно до 3000-3500 об/мин. После этого производится такое же ступенчатое отпускание колодок с записью показаний приборов и испытание заканчивается, когда обороты двигателя вновь достигнут своего номинального значения.

Крутящий момент (а он равен по абсолютной величине тормозному) вычисляется по формуле:
Mкр=P * l кгм, где Р – показания динамометра, кгс; l – плечо тормозного рычага, измеренное в метрах от оси гребного вала до точки крепления к рычагу тяги динамометра.

Вычисляя мощность, необходимо учитывать передаточное отношение редуктора, так как число оборотов измерялось у коленчатого вала, а тормозной момент на гребном валу.

Ne=Mкр * nкв * iр 716.2л.с.,

где ip – передаточное отношение редуктора (ip

N=N Nmax=&#966(n ne)

где вследствие простого алгебраического сокращения размерных величин остаются лишь безразмерные коэффициенты (индикаторный и механический к. п. д., коэффициент избытка воздуха и коэффициент наполнения). Поскольку их относительное изменение от числа оборотов для двухтактных двигателей потребительских подвесных моторов практически одинаково, то в относительной системе координат внешние скоростные характеристики моторов как бы сливаются в одну кривую независимо от числа цилиндров, рабочего объема и системы продувки (рис. 6). Пользуясь этой кривой или ее уравнением, можно по одной известной точке Nmax и зная ne рассчитать всю внешнюю характеристику подвесного мотора в абсолютных координатах.

Для этого необходимо вначале определить обороты мулинетки с учетом передаточного отношения редуктора ip, то есть nм=n * ip об/мин и по тормозной характеристике (рис. 5) найти тормозную мощность N. Делением паспортной мощности на число цилиндров находим цилиндровую мощность Nц и с помощью графика 7 определяем максимальные обороты n

N=N Nmax

вычисляется максимальная мощность.

Последовательно принимая значения меньше единицы (например, 0.95; 0.9; 0.85; и т д.), с помощью графика 6 определяем другие точки внешней характеристики.

Следует сказать, что при равных условиях точность этого метода несколько ниже, чем при испытаниях на стенде. Погрешность его определяется, с одной стороны, погрешностью графиков (которая уже независит от экспериментатора), и с другой – погрешностью измерения числа оборотов при испытаниях.

Для того чтобы общая относительная погрешность конечного результата при определении Nmax не превысила 2-2.5%, необходимо измерять число оборотов не грубее, чем ±15 об/мин. К такой точности можно приблизиться, использовав для определения оборотов секундомер и счетчик импульсов, с помощью которых можно определить количество оборотов коленчатого вала за какой-то промежуток времени (не менее 25-30 секунд) и затем подсчитать среднее значение числа оборотов в минуту.

При работе с мулинеткой мотор должен быть заглублен так, чтобы полностью исключалась возможность прососа к ней воздуха; а также обеспечена работа в условиях “безграничной жидкости”, т. е. эксперимент должен производиться на глубокой воде и в отсутствие стенок.

Мулинетку можно использовать для сравнительной оценки нескольких однотипных моторов: наибольшую мощность имеет тот мотор, который с той же мулинеткой развивает наибольшее число оборотов.

Графики рис. 5 и 6 могут быть использованы и самостоятельно, когда по каким-либо причинам отсутствует “фирменная” скоростная характеристика. В этом случае с их помощью по паспортным данным мотора Nном и nном может быть построена характеристика, которая является некоторой средней характеристикой для моторов данной марки.

ИЗМЕРЬТЕ МОЩНОСТЬ ПОДВЕСНОГО МОТОРА:
мулинеткой с изменяемой характеристикой

Замер мощности подвесного мотора с помощью мулинетки, безусловно прост и доступен. Однако мулинетка дает возможность снять только одну точку на внешней характеристике мотора. По ней, правда, можно рассчитать другие точки внешней характеристики, но, на мой взгляд, такой метод слишком приблизителен. Чтобы получить внешнюю характеристику мотора в интересующем диапазоне оборотов, необходимо иметь ряд соответственно подобранных и оттарированных мулинеток. Обычные конструкции мулинеток совершенно не пригодны для этих целей. Малопригодны эти мулинетки и для замеров мощности на двигателях различного уровня мощности. Кроме того, метод построения внешней характеристики двигателя по точке, полученной одним замером, и с использованием некоторой “стандартной” характеристики двигателя пригоден лишь для однотипных двигателей, имеющих отклонения друг от друга только технологического порядка. При переходе от одного типа двигателя к другому или при форсировке двигателя, когда вид внешней характеристики может существенно меняться, данный метод оказывается совершенно не пригодным.

В особенности это относится к специальным гоночным двигателям с настроенными всасывающим и выхлопным трактами и имеющим в силу этого внешнюю характеристику с ярко выраженным пиком в области максимальных оборотов.

Вот уже более десяти лет я использую нагрузочное устройство, позволяющее измерять мощность любого подвесного двигателя, включая гоночные. Нагрузочное устройство представляет собой цилиндрическую ступицу (рис. 1) с завинченными в нее съемными стержнями, т. е. му-линетку с изменяемой тормозной характеристикой.

Подбирая комбинации стержней различной длины, можно нагружать двигатель в очень широком диапазоне оборотов. Нагрузочную мощность для одной пары стержней можно определить расчетом – она пропорциональна кубу оборотов, диаметру самого стержня и четвертой степени диаметра мулинетки – круга, ометаемого концами стержней: N=0.3n 3 * D 4 * d * 10 -4 л.с., где п – обороты гребного вала, об/с;
D – диаметр мулинетки, м;
d – диаметр стержня, мм.

При установке двух, трех и более пар стержней мощность, поглощаемая мулинеткой, определяется как сумма мощностей, поглощаемых каждой парой, увеличенная приблизительно на 10%, что учитывает увеличение крутящего момента при близком расположении каждой пары стержней друг от друга, то есть: N=0.33n 3 (D1 4 * d1 + D2 4 * d2 + D3 4 * d3 + . ) * 10 -4 л.с.

При проведении замеров удобнее, если стержни изготовлены из прутка одного диаметра, например 10 мм. Для таких стержней поглощаемая мощность одной пары в зависимости от числа оборотов может быть определена по графику (рис. 2). Для моторов мощностью до 10-12 л. с. (“Москва”, “Ветерок”) достаточно двух пар стержней, для более мощных – четырех.

Для предотвращения вибрации мулинетки следует тщательно следить, чтобы и сама пара стержней и выступающие концы после завинчивания их в ступицу были одинаковой длины, а стержни длиной более 100 мм желательно изготовить из легкого сплава (Д16Т или АМГ). После завинчивания в ступицу стержни должны быть попарно законтрены проволокой.

Замер мощности следует начинать. с установки в ступицу максимального количества пар стержней наибольшей длины. Произведя замер числа оборотов коленчатого вала, которые разовьет двигатель при оптимальной регулировке, следует при каждом следующем замере уменьшать количество пар стержней или устанавливать стержни меньшей длины вплоть до достижения оборотов, превышающих номинальные на 10-15%. Таким образом выполняется 5-6, а лучше 8-10 замеров и строится внешняя характеристика. При замерах в каждой точке необходимо добиваться максимальных оборотов регулировкой опережения зажигания и карбюратора.

При расчетах следует помнить, что графики и формулы относятся к числу оборотов гребного вала, то есть замеры чисел оборотов должны быть пересчитаны с учетом передаточного отношения редуктора мотора.

“Катера и Яхты” №59 (1976 год)
Опубликовано с разрешения редакции журнала “Катера и Яхты”

Измерьте мощность подвесного мотора: мулинеткой с изменяемой характеристикой

Консультации по телефону: +7 (911) 920-63-40

СООТНОШЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ЛОДОЧНЫХ МОТОРОВ

Этот вопрос одновременно и прост и сложен. Распространены следующие ложные утверждения относительно соотношения мощностей:

  • “Японские” 30 л.с. соответствуют 45 – 50 “русских”.
  • Мощность зарубежных моторов указана в киловаттах, поэтому нужно умножить её на 1.36, чтобы перевести в “русские” лошадиные силы.
  • Зарубежные “лошади” мощнее в 1.4 раза из-за разных методик измерения.

КАК ЖЕ РЕАЛЬНО ОБСТОИТ ДЕЛО?

  • Во-первых, до недавнего времени стандарты измерения мощности в разных странах были разные. До середины 90-х годов (более точной информацией о дате не располагаю) в Японии мощность измерялась на гребном валу, а в остальном мире (в том числе и у нас в стране) на коленвалу. С середины 90-х все на “Японскую систему” перешли США, Италия, Англия. Но большая цифра на капоте любого подвесного мотора обозначает его мощность в лошадиных силах. Лошадиная сила со времён Джеймса Уатта повсюду равна 75 кгм в секунду. Мощность на гребном валу меньше, чем на коленвалу на величину потерь в редукторе и помпе водяного охлаждения. Величину КПД редуктора с коническими шестернями можно узнать в любом машиностроительном справочнике, среднем это 96% (0.96). Можно легко вычислить и потери на водяное охлаждение, т.к. все конструкции насосов давным-давно изучены и описаны в литературе. Но проще отталкиваться от опубликованных в “Катерах и Яхтах” данных по КПД редуктора мотора “Привет-22”. Для “Привета” КПД с учётом потерь в помпе равен 0.935. Однако, “Привет” (как и “Салют”) имеет бесконтактный насос, потери в котором меньше, чем в насосах с резиновой крыльчаткой. Для моторов с резиновой крыльчаткой (“Нептуны”, “Вихри”, “Ветерки”) можно принять h = 0.92. Для перевода мощности на гребном валу в мощность на коленвалу нужно умножить первую величину на 1.07-1.09. Производители “Нептуна-23” оставили на капоте надпись “Нептун-23”, а в инструкции по эксплуатации указывают мощность на гребном валу – 22 л.с. Производители “Вихрей-30” в результате модернизации двигателя подняли мощность до 32 л.с. (по старой системе) и назвали получившийся мотор “Вихрь-32”. При дальнейшей модернизации мотора они перешли на японскую систему и назвали самую последнюю модификацию “Вихрь-30МА”.
  • Во-вторых, тяговые качества мотора зависят не только от мощности двигателя, но и от передаточного отношения редуктора и характеристик применяемого винта. Практически у всей зарубежных редукция больше, чем у отечественных. В зависимости от этого выигрыш в тяге при скоростях выхода на глиссирование может составлять 5

10%, что позволяет вывести на глиссирование на 5

10% более тяжелое судно. Однако на больших скоростях картина теоретически может поменяться на обратную. Но из-за несколько лучшей обтекаемости редукторов зарубежных моторов они не уступают российским и на повышенных скоростях. Технические характеристики зарубежных моторов (для расчёта) можно узнать на сайтах их производителей или дилеров.
В-третих, российские моторы поставляются как правило с более “тяжелым” штатным винтом, чем зарубежные. Поэтому, если ставить мотор на лодку, не подобрав подходящий винт, зарубежный мотор может иметь преимущество в тяге еще 5

10% по сравнению с нашими.

  • В-четвёртых, немалую роль играет вес мотора. Зарубежные моторы, как правило, тяжелее. А каждые 20 кг веса “съедают” одну лошадиную силу! Так что при сравнении следует учитывать и это.
  • Сколько – нибудь существенно лучшей удельной экономичностью зарубежные моторы не обладают (проверено). Другое дело, если вместо двух “Вихрей” поставить один мотор большей мощности. Я имею опыт испытаний самодельной каютной мотолодки с размерениями 5.2х1.84х0.8 как с установкой “Вихрь-30” + “Вихрь-М”, так и с новым (не Б/У) мотором “Ямаха-55В”. Скорости были получены равные, 45 км/ч в обоих случаях, нагрузка три человека. Расход горючего – 27 л/ч (А76) и 24 л/ч (АИ93) соответственно. Правда, винт на “Ямахе” был тяжеловат – рассчитан на скорость 52 км/ч.

    Преимущества отечественных моторов:

    1. Гораздо меньшая цена
    2. Дешевое топливо А-76, можно (но нежелательно) применять неспециальные масла
    3. Меньший вес

    Преимущества зарубежных:

    1. Лучшая надежность, особенно в морской воде
    2. Несколько лучшие тяговые качества при большой нагрузке
    3. Меньшая трудоемкость обслуживания, можно не быть хорошим механиком

    Barik-CZ › Блог › Измерение мощности — какая разница между мощностью с колес и на маховике.

    Измерение мощности на динамометрическом стенде, вроде все просто, но почему так много вопросов возникает? Мощность — с колес, с маховика. Единицы измерения мощности в лошадиных силах индикаторная (механическая), а может метрическая или киловаттах. Думаю, многим будет интересно с этим раз и навсегда разобраться.

    Что бы лучше в этом разобраться начнем с Джемса Уатта и его парового двигателя, и постепенно дойдем до самых современных методов измерения мощности, используемых в автомобильной промышленности и гоночной индустрии.

    Джеймс Уатт (1736-1819) был ученым из Шотландии, инженером, изобретателем, а также инноватором, человеком, который смог извлечь выгоду из своего изобретения. Более того, можно сказать, что он был одним из первых тюнеров двигателей. Все началось с того, что к нему обратился его друг профессор физики Джон Андерсон с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Паровая машина Ньюкомена существовала уже пятьдесят лет до него, и применялась большей частью для откачки воды и поднятия угля из шахт, однако, за всё это время она ни разу не была усовершенствована, и мало кто разбирался в принципе её работы.

    Первым значительным усовершенствованием Уатта на паровой машине стало внедрение в 1769 году изолированной камеры для конденсации. А в 1782 году он изобретает машину двойного действия. В итоге, после “тюнинга” от Уатта эффективность паровой машины увеличилась более чем в четыре раза и стала легко управляемой.

    К сожалению, машина оставалась бесполезной для изобретателя, как и любое другое изобретение без создания коммерческого спроса. Необходимо было начать продвижение изобретения.

    И тогда Уатт предложил использовать паровую машину с доработанным механизмом для поднятия угля из шахты, и тем самым заменить традиционный источник энергии — лошадь. Лошади в то время были использованы для подъема угля до уровня земли. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить более эффективную альтернативу, и оценить преимущества нового приспособления?
    Уатт сделал измерения на нескольких лошадях и рассчитал производительность средней рабочей лошади в течение всего рабочего дня. После расчетов именно Уатт дает название этой единице измерения – “Лошадиная сила”, которое в дальнейшем звучит как BHP (brake horsepower) и imp HP (imperial horsepower). Теперь он мог шахтовладельцам показать выгоду, т.е. сколько лошадей они могли бы заменить при использовании одного парового двигателя, а для себя начинать рассчитывать прибыль в предвкушении радужных перспектив.

    Однако, все попытки Уатта поставить свои изобретения на коммерческую основу не имели успеха до тех пор, пока не состоялась судьбоносная встреча с предпринимателем Мэттью Болтоном. Совместная компания «Boulton and Watt» (англ. Boulton and Watt) успешно работала на протяжении двадцати пяти лет, в результате чего Уатт становится весьма и весьма состоятельным человеком.

    А вот дальше начинается небольшая путаница. Изначально Уатт использовал индикаторные единицы измерения (Imperial units) т.е. фунт и фут (pounds and feet) и следующий расчет – средняя лошадь способна поднять груз 550 фунтов на высоту 10 футов за 10 секунд.

    Остальная Европа хотела определение на основе метрических единиц. Это почти, но не совсем, то же самое. Английская или индикаторная (imperial) лошадиная сила при преобразовании в метрическую, показывает на 1.5% более высокие числа. Метрическая л.с., используемая в большинстве европейских стран, определяется как 75 кгс·м/с, то есть как мощность, затрачиваемая при равномерном вертикальном поднимании груза массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²).

    На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году принимается уже новая единица измерения мощности — ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. До этого же при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.

    Ватт – единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ).
    1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

    Вт = Дж / с = кг·м²/с³
    Вт = H·м/с

    Или, если через лошадей, то поднятие груза 1000 Ньютонов (98.1 кг) на высоту 1 метр за 1 секунду. Единица измерения кВ (киловатт)

    Мощность в киловаттах всегда и во всем мире будет одинакова, а вот лошадиные силы разные. Для перевода можно использовать следующие коэффициенты:

    1 кВт = 1.34 л.с – английское обозначение HP. Используется в основном в Англии и США.
    1 кВт = 1.36 л.с — Лошади́ная си́ла (русское обозначение: л. с.; английское: hp; немецкое: PS; французское:CV)
    — внесистемная единица мощности. Используется в большинстве европейских стран и России.

    1 HP Англо-американская л.с. равняется = 1.015 Русско-европейской л.с.

    Также для пересчета англо-американского крутящего момента в международную систему СИ:

    1 lb-ft = 1.36 Нм

    КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

    Крутящий момент (Torque) является хорошим индикатором способности двигателя выполнять работу. Момент силы имеет размерность “сила на расстояние” и имеет единицу измерения N-m или lbf-ft.
    Совпадение размерностей этих величин — не случайность; момент силы 1 Н·м, приложенный через целый оборот, совершает механическую работу и сообщает энергию 2π джоулей

    Где:
    T = крутящий момент
    Wb = эффективная работа за один оборот

    Крутящий момент на самом деле то, что вы чувствуете во время вождения автомобиля. Давайте представим, что мы хотим растолкать автомобиль. Когда мы начинаем толкать авто, которое трудно сдвинуть с места, мы прилагаем усилие или крутящий момент, передающийся на колеса, даже если машина остается бездвижна. Только, когда мы сдвинем авто с места, будет произведена работа. Время, в течение которого мы толкаем, и определяет мощность, которую мы имеем.

    Для демонстрации концепции, давайте представим, что у машины нет аэродинамического сопротивления, трения и т.д., и попросим 120 килограммового штангиста растолкать машину, начиная с 0 км/час, пока он не достигнет своей максимальной скорости (где-то 20 км/час). В этой точке он больше не будет прилагать усилие (момент), а просто будет бежать с машиной (не забывайте, что в нашем эксперименте нет сопротивления, потерь и т.д.). Скорее всего, он разовьет 20 км/час (свой максимум) через 50 метров. Если же мы попросим растолкать машину 90 килограммового Чемпиона мира в беге на 100 метров, то он скорее всего через 50 метров достигнет только 15 км/час, но будет продолжать разгонять (ускорять) машину. Когда он достигнет скорости 20 км/в час, то он будет продолжать ускорятся, прилагать момент для ускорения машины, скажем до 30 км в час. Для того, чтобы протолкать машину на 100 метров штангист и бегун затратят одинаковое количество времени, и точку 100 метров они достигнут в один момент времени. Это значит, что у штангиста и бегуна одинаковая мощность. Если же машину будет толкать здоровенный мужик с моментом и силой, как у штангиста, и скоростью, как у бегуна, то он будет продолжать ускоряться, толкая машину, и в точке 50 метров при достижении скорости 20 км/ч. И в итоге затратит меньше времени на 100 метров, так как его мощность больше, чем у штангиста и бегуна. Если все это перевести на язык машин, то штангист это Американский 5 литровый Шеви, бегун – Хонда интегра 1.8, а здоровенный мужик – Порше турбо.

    Теперь мы понимаем, что мощность и крутящий момент величины, связанные между собой. В тематических автомобильных журналах и на интернет форумах чаще всего используют формулу, описывающую соотношение между крутящим моментом и мощностью. Кривая мощности и крутящего момента всегда будут пересекаться при частоте вращения коленчатого вала 5252 об/мин в английской (imperial) системе измерения и при 9549 об/мин при использовании kW” and “Nm” (международная система СИ).

    ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ “Dynamometer”. Какая разница между мощностью с колес и на маховике?

    Ключ к пониманию чего-нибудь заключается в определении основных слов объекта (предмета) “Dynamometer” – состоит из двух слов (dynamo) — это греческое слово обозначающее “power in motion” – мощность, сила в движении. Второе слово “meter” также имеет греческое происхождение – измерение. Или просто Дино – можно описать, как стенд (машина) для измерения мощности в движении.
    Существует два типа Дино (стендов) – моторный стенд (engine dynamometers) и роликовый, барабанный, колесный стенд (chassis dynamometers). Для того, чтобы измерить мощность двигателя на моторном стенде, необходимо его снять с машины и установить на моторный стенд, подключив напрямую к маховику. Для этого используются специальные адаптеры, также необходимо подключить систему охлаждения и т.д. Данная процедура занимает много времени. Поэтому этот вид стендов в основном используют разработчики моторов.

    Для тюнинга автомобилей такой вид стендов используется редко из-за сложности подключения, больших трудозатрат и т.д. Для целей доводки двигателей более эффективен колесный стенд по экономическим соображениям. Гораздо дешевле использовать колесный стенд, и вот о них мы сегодня и поговорим.
    Колесный стенд – специально спроектирован для измерения мощности. Двигатель, генерирует мощность на маховике, которая в свою очередь передается в КПП через сцепление. КПП далее передает мощность через дифференциалы, привода, карданный вал на колеса. Все эти механизмы поглощают часть мощности и как результат, мощность, поставляемая к колесам – меньше, чем на маховике двигателя. Потери могут варьироваться от 18% и до 28%. Мощность на колесах это то, что определяет характеристику, эффективность автомобиля.

    Количество потерь варьируется от автомобиля к автомобилю, очень много зависит от типа трансмиссии, размера и давления в шинах, температуры КПП, подшипников и т.д и даже от того, как автомобиль пристегнут к стенду.

    Колесные стенды делятся на несколько типов: инерционные, нагрузочные со своей классификацией. Большинство колесных стендов спроектированы на измерение мощности только с колес, но есть те, которые способны сделать замер мощности не только с колес, но и с маховика. Для этого, данный тип стендов производит замер не только мощности с колес, но и определяет потери, вот для этого и измеряют свободный выбег.

    Выбег: Свободное движение системы вращающихся масс стенда и колеса (колес) с испытуемой шиной, затухающее под действием сил сопротивления их вращению.

    Давайте взглянем на результаты замера на популярном автомобиле Skoda Octavia II с двигателем 1.8 TSI

    Как я уже писал выше, на замер мощности с колес оказывает влияние множество факторов (размер колес, сход-развал, давление и тип шин, температура и вязкость масла в КПП, редукторах и т.д.), но эти погрешности в основном относятся к возникающим потерям, которые измеряются отдельно, после замера мощности с колес методом выбега.

    На данном примере я покажу, как влияет замер мощности в зависимости от выбранной передачи. Первое условие – необходимо выбрать передачу, на которой происходит замер, как можно ближе к передаточному соотношению 1:1. В основном это предпоследняя передача в КПП. Скажем, на 5-ти ступенчатой КПП это будет 4-я передача. На испытуемой Шкоде установлена 7-ми ступенчатая КПП DSG. Для наглядности мы сделаем замер на 5-й и 6-й (жирные линии) передаче и наложим полученные графики замеров друг на друга.

    Как мы видим максимальная мощность и крутящий момент, на маховике, в обоих случаях практически идентичен (207 л.с, 270 Нм). А вот потери (зеленные линии) сильно отличаются – 54.5 л.с на 6-ой передачи против 40.6 л.с. на 5-ой. Разница составила 14 л.с и соответственно мощность с колес отличается на такую же величину (147,5 л.с против 162 л.с с колес). Вывод – если вы решили сравнить данные замеров мощностных характеристик двух автомобилей, то, как минимум, (если не учитывать также значительные потери от размера колес и т.д.), необходимо знать на какой передаче был сделан замер (может там вообще на 3-й передаче).

    Далее, точка максимальной мощности с колес и с маховика очень редко приходятся на одни и те же обороты двигателя. Если посмотреть на выше указанный график, то максимальная мощность с колес при замере на предпоследней передаче приходится на 4800 об/мин, а с маховика в обоих замерах на 5400 об/мин.

    Объяснение этому очень простое. Как мы уже рассмотрели, мощность является соотношением крутящего момента умноженного на частоту вращения и поделенное на константу (в зависимости от системы измерения). Следовательно, после того, как кривая момента начинает падать, начинается и уменьшение прироста мощности, НО! возникающие потери продолжают только увеличиваться, соответственно мощность с колес не только будет иметь меньший прирост с увеличением оборотов двигателя, а также может начать падать (как в примере жирная синяя линия). Ситуация еще больше усугубляется на автомобилях 4х4, так как там значительно выше потери в сравнении с передним приводом рассматриваемым в данном примере.

    Возникающие потери в основном зависят от скорости автомобиля (скорости вращения колес) – чем выше скорость, тем больше потери. Поэтому при замере на разных передачах, на одних и тех же частотах вращения двигателя будут различные потери и естественно различные значения мощности с колес.

    Возможно, для одного поста много информации, которой хотелось поделиться. В дальнейшем, я расскажу о различных факторов, влияющих на точность замера, при работе на дино стендах, исходя из своего многолетнего опыта. И, конечно, раскрою многие секреты “читерства”на дино-стендах, не только сленгом все больше прорастая в российскую реальность после 15 летнего заграничного путешествия . Уже 3 месяца в России, продолжение следует…

    Barik-CZ › Блог › Измерение мощности — какая разница между мощностью с колес и на маховике.

    Измерение мощности на динамометрическом стенде, вроде все просто, но почему так много вопросов возникает? Мощность — с колес, с маховика. Единицы измерения мощности в лошадиных силах индикаторная (механическая), а может метрическая или киловаттах. Думаю, многим будет интересно с этим раз и навсегда разобраться.

    Что бы лучше в этом разобраться начнем с Джемса Уатта и его парового двигателя, и постепенно дойдем до самых современных методов измерения мощности, используемых в автомобильной промышленности и гоночной индустрии.

    Джеймс Уатт (1736-1819) был ученым из Шотландии, инженером, изобретателем, а также инноватором, человеком, который смог извлечь выгоду из своего изобретения. Более того, можно сказать, что он был одним из первых тюнеров двигателей. Все началось с того, что к нему обратился его друг профессор физики Джон Андерсон с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Паровая машина Ньюкомена существовала уже пятьдесят лет до него, и применялась большей частью для откачки воды и поднятия угля из шахт, однако, за всё это время она ни разу не была усовершенствована, и мало кто разбирался в принципе её работы.

    Первым значительным усовершенствованием Уатта на паровой машине стало внедрение в 1769 году изолированной камеры для конденсации. А в 1782 году он изобретает машину двойного действия. В итоге, после “тюнинга” от Уатта эффективность паровой машины увеличилась более чем в четыре раза и стала легко управляемой.

    К сожалению, машина оставалась бесполезной для изобретателя, как и любое другое изобретение без создания коммерческого спроса. Необходимо было начать продвижение изобретения.

    И тогда Уатт предложил использовать паровую машину с доработанным механизмом для поднятия угля из шахты, и тем самым заменить традиционный источник энергии — лошадь. Лошади в то время были использованы для подъема угля до уровня земли. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить более эффективную альтернативу, и оценить преимущества нового приспособления?
    Уатт сделал измерения на нескольких лошадях и рассчитал производительность средней рабочей лошади в течение всего рабочего дня. После расчетов именно Уатт дает название этой единице измерения – “Лошадиная сила”, которое в дальнейшем звучит как BHP (brake horsepower) и imp HP (imperial horsepower). Теперь он мог шахтовладельцам показать выгоду, т.е. сколько лошадей они могли бы заменить при использовании одного парового двигателя, а для себя начинать рассчитывать прибыль в предвкушении радужных перспектив.

    Однако, все попытки Уатта поставить свои изобретения на коммерческую основу не имели успеха до тех пор, пока не состоялась судьбоносная встреча с предпринимателем Мэттью Болтоном. Совместная компания «Boulton and Watt» (англ. Boulton and Watt) успешно работала на протяжении двадцати пяти лет, в результате чего Уатт становится весьма и весьма состоятельным человеком.

    А вот дальше начинается небольшая путаница. Изначально Уатт использовал индикаторные единицы измерения (Imperial units) т.е. фунт и фут (pounds and feet) и следующий расчет – средняя лошадь способна поднять груз 550 фунтов на высоту 10 футов за 10 секунд.

    Остальная Европа хотела определение на основе метрических единиц. Это почти, но не совсем, то же самое. Английская или индикаторная (imperial) лошадиная сила при преобразовании в метрическую, показывает на 1.5% более высокие числа. Метрическая л.с., используемая в большинстве европейских стран, определяется как 75 кгс·м/с, то есть как мощность, затрачиваемая при равномерном вертикальном поднимании груза массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения (9,80665 м/с²).

    На Втором Конгрессе Британской Научной ассоциации в 1882 году принимается уже новая единица измерения мощности — ватт (обозначение: Вт, W), названая в честь Джеймса Уатта (Ватта), создателя универсальной паровой машины. До этого же при большинстве расчётов использовались введённые Джеймсом Уаттом лошадиные силы.

    Ватт – единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ).
    1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. Таким образом, ватт является производной единицей измерения и связан с другими единицами СИ следующими соотношениями:

    Вт = Дж / с = кг·м²/с³
    Вт = H·м/с

    Или, если через лошадей, то поднятие груза 1000 Ньютонов (98.1 кг) на высоту 1 метр за 1 секунду. Единица измерения кВ (киловатт)

    Мощность в киловаттах всегда и во всем мире будет одинакова, а вот лошадиные силы разные. Для перевода можно использовать следующие коэффициенты:

    1 кВт = 1.34 л.с – английское обозначение HP. Используется в основном в Англии и США.
    1 кВт = 1.36 л.с — Лошади́ная си́ла (русское обозначение: л. с.; английское: hp; немецкое: PS; французское:CV)
    — внесистемная единица мощности. Используется в большинстве европейских стран и России.

    1 HP Англо-американская л.с. равняется = 1.015 Русско-европейской л.с.

    Также для пересчета англо-американского крутящего момента в международную систему СИ:

    1 lb-ft = 1.36 Нм

    КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

    Крутящий момент (Torque) является хорошим индикатором способности двигателя выполнять работу. Момент силы имеет размерность “сила на расстояние” и имеет единицу измерения N-m или lbf-ft.
    Совпадение размерностей этих величин — не случайность; момент силы 1 Н·м, приложенный через целый оборот, совершает механическую работу и сообщает энергию 2π джоулей

    Где:
    T = крутящий момент
    Wb = эффективная работа за один оборот

    Крутящий момент на самом деле то, что вы чувствуете во время вождения автомобиля. Давайте представим, что мы хотим растолкать автомобиль. Когда мы начинаем толкать авто, которое трудно сдвинуть с места, мы прилагаем усилие или крутящий момент, передающийся на колеса, даже если машина остается бездвижна. Только, когда мы сдвинем авто с места, будет произведена работа. Время, в течение которого мы толкаем, и определяет мощность, которую мы имеем.

    Для демонстрации концепции, давайте представим, что у машины нет аэродинамического сопротивления, трения и т.д., и попросим 120 килограммового штангиста растолкать машину, начиная с 0 км/час, пока он не достигнет своей максимальной скорости (где-то 20 км/час). В этой точке он больше не будет прилагать усилие (момент), а просто будет бежать с машиной (не забывайте, что в нашем эксперименте нет сопротивления, потерь и т.д.). Скорее всего, он разовьет 20 км/час (свой максимум) через 50 метров. Если же мы попросим растолкать машину 90 килограммового Чемпиона мира в беге на 100 метров, то он скорее всего через 50 метров достигнет только 15 км/час, но будет продолжать разгонять (ускорять) машину. Когда он достигнет скорости 20 км/в час, то он будет продолжать ускорятся, прилагать момент для ускорения машины, скажем до 30 км в час. Для того, чтобы протолкать машину на 100 метров штангист и бегун затратят одинаковое количество времени, и точку 100 метров они достигнут в один момент времени. Это значит, что у штангиста и бегуна одинаковая мощность. Если же машину будет толкать здоровенный мужик с моментом и силой, как у штангиста, и скоростью, как у бегуна, то он будет продолжать ускоряться, толкая машину, и в точке 50 метров при достижении скорости 20 км/ч. И в итоге затратит меньше времени на 100 метров, так как его мощность больше, чем у штангиста и бегуна. Если все это перевести на язык машин, то штангист это Американский 5 литровый Шеви, бегун – Хонда интегра 1.8, а здоровенный мужик – Порше турбо.

    Теперь мы понимаем, что мощность и крутящий момент величины, связанные между собой. В тематических автомобильных журналах и на интернет форумах чаще всего используют формулу, описывающую соотношение между крутящим моментом и мощностью. Кривая мощности и крутящего момента всегда будут пересекаться при частоте вращения коленчатого вала 5252 об/мин в английской (imperial) системе измерения и при 9549 об/мин при использовании kW” and “Nm” (международная система СИ).

    ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ “Dynamometer”. Какая разница между мощностью с колес и на маховике?

    Ключ к пониманию чего-нибудь заключается в определении основных слов объекта (предмета) “Dynamometer” – состоит из двух слов (dynamo) — это греческое слово обозначающее “power in motion” – мощность, сила в движении. Второе слово “meter” также имеет греческое происхождение – измерение. Или просто Дино – можно описать, как стенд (машина) для измерения мощности в движении.
    Существует два типа Дино (стендов) – моторный стенд (engine dynamometers) и роликовый, барабанный, колесный стенд (chassis dynamometers). Для того, чтобы измерить мощность двигателя на моторном стенде, необходимо его снять с машины и установить на моторный стенд, подключив напрямую к маховику. Для этого используются специальные адаптеры, также необходимо подключить систему охлаждения и т.д. Данная процедура занимает много времени. Поэтому этот вид стендов в основном используют разработчики моторов.

    Для тюнинга автомобилей такой вид стендов используется редко из-за сложности подключения, больших трудозатрат и т.д. Для целей доводки двигателей более эффективен колесный стенд по экономическим соображениям. Гораздо дешевле использовать колесный стенд, и вот о них мы сегодня и поговорим.
    Колесный стенд – специально спроектирован для измерения мощности. Двигатель, генерирует мощность на маховике, которая в свою очередь передается в КПП через сцепление. КПП далее передает мощность через дифференциалы, привода, карданный вал на колеса. Все эти механизмы поглощают часть мощности и как результат, мощность, поставляемая к колесам – меньше, чем на маховике двигателя. Потери могут варьироваться от 18% и до 28%. Мощность на колесах это то, что определяет характеристику, эффективность автомобиля.

    Количество потерь варьируется от автомобиля к автомобилю, очень много зависит от типа трансмиссии, размера и давления в шинах, температуры КПП, подшипников и т.д и даже от того, как автомобиль пристегнут к стенду.

    Колесные стенды делятся на несколько типов: инерционные, нагрузочные со своей классификацией. Большинство колесных стендов спроектированы на измерение мощности только с колес, но есть те, которые способны сделать замер мощности не только с колес, но и с маховика. Для этого, данный тип стендов производит замер не только мощности с колес, но и определяет потери, вот для этого и измеряют свободный выбег.

    Выбег: Свободное движение системы вращающихся масс стенда и колеса (колес) с испытуемой шиной, затухающее под действием сил сопротивления их вращению.

    Давайте взглянем на результаты замера на популярном автомобиле Skoda Octavia II с двигателем 1.8 TSI

    Как я уже писал выше, на замер мощности с колес оказывает влияние множество факторов (размер колес, сход-развал, давление и тип шин, температура и вязкость масла в КПП, редукторах и т.д.), но эти погрешности в основном относятся к возникающим потерям, которые измеряются отдельно, после замера мощности с колес методом выбега.

    На данном примере я покажу, как влияет замер мощности в зависимости от выбранной передачи. Первое условие – необходимо выбрать передачу, на которой происходит замер, как можно ближе к передаточному соотношению 1:1. В основном это предпоследняя передача в КПП. Скажем, на 5-ти ступенчатой КПП это будет 4-я передача. На испытуемой Шкоде установлена 7-ми ступенчатая КПП DSG. Для наглядности мы сделаем замер на 5-й и 6-й (жирные линии) передаче и наложим полученные графики замеров друг на друга.

    Как мы видим максимальная мощность и крутящий момент, на маховике, в обоих случаях практически идентичен (207 л.с, 270 Нм). А вот потери (зеленные линии) сильно отличаются – 54.5 л.с на 6-ой передачи против 40.6 л.с. на 5-ой. Разница составила 14 л.с и соответственно мощность с колес отличается на такую же величину (147,5 л.с против 162 л.с с колес). Вывод – если вы решили сравнить данные замеров мощностных характеристик двух автомобилей, то, как минимум, (если не учитывать также значительные потери от размера колес и т.д.), необходимо знать на какой передаче был сделан замер (может там вообще на 3-й передаче).

    Далее, точка максимальной мощности с колес и с маховика очень редко приходятся на одни и те же обороты двигателя. Если посмотреть на выше указанный график, то максимальная мощность с колес при замере на предпоследней передаче приходится на 4800 об/мин, а с маховика в обоих замерах на 5400 об/мин.

    Объяснение этому очень простое. Как мы уже рассмотрели, мощность является соотношением крутящего момента умноженного на частоту вращения и поделенное на константу (в зависимости от системы измерения). Следовательно, после того, как кривая момента начинает падать, начинается и уменьшение прироста мощности, НО! возникающие потери продолжают только увеличиваться, соответственно мощность с колес не только будет иметь меньший прирост с увеличением оборотов двигателя, а также может начать падать (как в примере жирная синяя линия). Ситуация еще больше усугубляется на автомобилях 4х4, так как там значительно выше потери в сравнении с передним приводом рассматриваемым в данном примере.

    Возникающие потери в основном зависят от скорости автомобиля (скорости вращения колес) – чем выше скорость, тем больше потери. Поэтому при замере на разных передачах, на одних и тех же частотах вращения двигателя будут различные потери и естественно различные значения мощности с колес.

    Возможно, для одного поста много информации, которой хотелось поделиться. В дальнейшем, я расскажу о различных факторов, влияющих на точность замера, при работе на дино стендах, исходя из своего многолетнего опыта. И, конечно, раскрою многие секреты “читерства”на дино-стендах, не только сленгом все больше прорастая в российскую реальность после 15 летнего заграничного путешествия . Уже 3 месяца в России, продолжение следует…

    Как определить мощность, частоту вращения, начало и конец обмоток двигателя без бирки.

    Что делать, если вы купили или достали каким-то образом эл.двигатель, на котором отсутствует бирка или шильдик с обозначением его мощности, частоты вращения и т.п.?

    Либо на старом движке эти данные стерлись и стали нечитабельны.

    При этом паспорта или какой-то другой технической документации у вас под рукой нет. Можно ли в этом случае узнать параметры двигателя самостоятельно?

    Конечно же да, причем несколькими способами. Давайте рассмотрим самые популярные из них.

    Первоначально для точного определения мощности потребуется выяснить синхронную частоту вращения вала, а перед этим узнать, где у нас начало каждой обмотки, а где ее конец.

    По ГОСТ 26772-85 обмотки трехфазных асинхронных двигателей должны маркироваться буквами:

    По старому госту обозначение было несколько иным:

    Еще раньше можно было встретить надписи Н1-К1 (начало-конец обмотки №1), Н2-К2, Н3-К3.

    На некоторых движках для облегчения распознавания концов обмоток их выводят из разных отверстий на одну или другую сторону. Как например на фото снизу.

    Но не всегда можно доверять таким выводам. Поэтому проверить все вручную никогда не помешает.

    Если никаких обозначений и букв на барно нет, и вы не знаете, где у вас начало, а где конец обмотки, читайте инструкцию под спойлером.

    В помощники берете мультиметр и устанавливаете его в режим замера сопротивления.

    Одним щупом дотрагиваетесь до любого из шести выводов, а другим поочередно прикасаетесь к остальным пяти проводам, тем самым, ища соответствующую пару.

    При ее нахождении на табло мультиметра должна высветиться цифра, показывающее некое сопротивление в Омах.


    В остальных случаях с другими проводами сопротивление будет равняться бесконечности (обрыв).


    Отмечаете данную обмотку бирками и переходите к оставшимся проводам. Таким нехитрым способом буквально за одну минуту можно «вызвонить» концы всех обмоток.

    Однако это еще не все. Главная проблема заключается в том, что вы пока не знаете, какой из двух выводов является началом обмотки, а какой ее концом.

    Для того, чтобы это выяснить, соединяете между собой по два вывода от разных обмоток. То есть, условное начало V1 первой обмотки, соединяем с условным концом второй обмотки — U2.

    При этом у вас пока нет точной информации начало это или конец. Вы их сами так промаркировали для себя, чтобы сделать последующие замеры.

    На другие концы этих двух обмоток (U1 и V2) подаете переменное напряжение 220В или меньше. Зависит это от того, на какое напряжение рассчитан ваш движок.

    Смысл всего этого действия – замерить какое напряжение появится на концах третьей обмотки W1-W2. Это так называемый метод трансформации.

    Если между W1-W2 будет какое-то значение (10-15В или больше), значит первые две обмотки у вас включены согласовано, то есть правильно. Все подписанные концы V1-V2, U1-U2 вы угадали верно.


    Бирки на них менять не нужно.

    Если же напряжение между W1-W2 будет очень маленьким или его вообще не будет, то получается, что первые две обмотки вы включили по встречной схеме (неправильно). Бирки на одной из обмоток придется поменять местами.


    Разобравшись с двумя фазами переходим к третьей. Здесь процедура та же самая. Соединяете между собой условные начало и конец W1 и U2, а на U1 и W2 подаете 220V.

    Замеры делаете между выводами V1 и V2. Если угадали, то двигатель может даже запуститься на двух фазах, ну или по крайней мере между V1 и V2 будет несколько вольт.


    Если нет, то просто поменяйте местами бирки W1 и W2.

    Второй метод определения начала и конца обмоток еще более простой.

    Сперва находите три разные обмотки, как было указано выше. Соединяете их последовательно (условный конец первой с началом второй U2-V1, а конец второй с началом третье V2-W1).

    На два оставшихся вывода U1-W2 подаете напряжение 220В. После этого поочередно подносите лампочку к концам каждой из обмоток (U1-U2, V1-V2, W1-W2).

    Если она горит везде с одинаковой яркостью, то вы угадали со всеми выводами.

    Если яркость будет отличаться, это говорит о том, что данная обмотка перевернута по отношению к двум другим.

    На ней бирки нужно поменять местами. Вообще-то по ТБ с лампочкой в качестве контрольки уже давно запрещено работать, поэтому вместо нее лучше используйте мультиметр с функцией замера напряжения.

    Для определения частоты по первому способу вам потребуется обычный китайский стрелочный мультиметр (аналоговый, не электронный!).

    Определять частоту нужно при положении переключателя мультиметра в режиме измерения тока (100мА). Далее подключаете измерительные щупы в соответствующие разъемы:

    Оцените статью
    Добавить комментарий