0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем замеряют момент двигателя

Эффективность и надежность электродвигателя: Новый подход к контролю соответствует реальным условиям работы

Электродвигатели являются важнейшим элементом многих промышленных процессов, они потребляют до 70 % от общего количества энергии на промышленном предприятии и до 46 % от общего количества производимого электричества в мире. Учитывая то, насколько большую роль электродвигатели играют в промышленных процессах, стоимость простоев, связанных с их неисправностью, может измеряться десятками тысяч долларов в час. Обеспечение эффективной и надежной работы электродвигателей — это одна из наиболее важных задач, которую ежедневно решают технические специалисты и инженеры по обслуживанию.

Эффективное использование электричества — это не просто «полезно». Во многих ситуациях от энергоэффективности зависит, прибыльной или убыточной является компания. Поскольку электродвигатели потребляют на промышленных объектах столь значительное количество энергии, эффективность их использования стала основным фактором, от которого зависит экономия и поддержание прибыльности. Кроме того, из-за желания обеспечить экономию посредством увеличения эффективности и снизить зависимость от природных ресурсов многие компании начинают следовать промышленным стандартам, таким как ИСО 50001. Стандарт ИСО 50001 устанавливает основные положения и требования для организации, внедрения и поддержания системы управления энергопотреблением, призванной обеспечить постоянную экономию.

Крутящий момент двигателя: что это такое

  • Крутящий момент двигателя: что это такое
  • Понятие крутящего момента
  • Единицы измерения
  • Как правильно измеряется мощность двигателя
  • Что такое максимальный крутящий момент
  • Что важнее — мощность, или крутящий момент и почему?

Работу мотора автомобиля характеризуют следующие рабочие параметры:

• удельный расход топлива;

крутящий момент;

  • Понятие крутящего момента
  • Единицы измерения
  • Как правильно измеряется мощность двигателя
  • Что такое максимальный крутящий момент
  • Что важнее — мощность, или крутящий момент и почему?

Понятие крутящего момента

Двигатель как устройство, во многом зависит от характеристик этих конструктивных параметров. Особый интерес вызывают те, что напрямую зависят от подвижных характеристик автомобиля – это крутящийся момент двигателя и его мощность. Каждый, уважающий себя автомобилист должен ориентироваться в вышеуказанных параметрах и знать что они из себя представляют.

Автопроизводители всегда заботятся о наилучших динамических характеристиках автомобиля. Именно с этой целью они и устанавливают силовые агрегаты, обладающие максимальным крутящим моментом. Речь идет о более широком размахе оборотов двигателя. Столь высокий крутящий момент обычно встречается у турбированных и многоцилиндровых моторов, дизельных силовых агрегатов.

Единицы измерения

Международная система единиц (СИ) представила следующую единицу измерения момента силы — ньютон-метр. Иногда момент силы принято называть моментом пары сил либо скручивающим моментом. Впервые понятие встречается в трудах Архимеда, когда тот работал над рычагами. Вот пример самого простейшего случая. Когда силу прилагают к рычагу ему перпендикулярно, момент силы определяют как произведение величины самой этой силы в пределах растояния до оси вращения рычага.

Так, исследуя силу в 3 ньютона, которая приложена к рычагу в пределах расстояния 2-х метров от его оси вращения, специалисты наблюдали создание такого же момента, что и сила в 1 ньютон. В среднем ее прилагают к рычагу в пределах расстояния 6 метров до оси вращения.

Как правильно измеряется мощность двигателя

Мощность двигателя – это физическая величина. Она характеризует работу двигателя, которая выполняется за единицу времени. Таким образом, мощность свидетельствует о том, насколько быстро работает автомобиль с определенной массой, и как быстро он может преодолеть заданное ему расстояние. Мощность влияет на максимальную скорость. Чем больше первая, тем больше будет вторая, невзирая на неизменную снаряженную массу.

Измеряется мощность в ваттах либо киловаттах (кВт). Еще одна единица измерения – лошадиная сила. Она равняется 735,5 Вт или 1 кВт = 1,36 л. с. и является внесистемной единицей измерения. Чтобы измерить эту величину необходимо подключить двигатель к специальному динамометру. Он определяет значение оборотов в минуту. Его основная задача – создать нагрузку на двигатель, измеряя количество энергии, которое развивает двигатель против нагрузки.

Что такое максимальный крутящий момент

Правильно оценивая роль мощности и крутящего момента в процессе формирования динамических характеристик авто, необходимо четко разобраться в следующих фактах:

• автомобиль, у которого более мощный, однако не обладающий удовлетворительным крутящим моментом двигатель, уступает разгонной динамике авто с наличием высокого крутящегося момента;

• высокий крутящий момент, который двигатель «подхватывает» на низких оборотах, эффективнее ускоряет позволяет автомобиль;

• что касается самой большой скорости автомобиля, она напрямую зависима от мощности двигателя. В этом случае крутящийся момент не оказывает ни какого влияния на показатель, поскольку двигатель автомобиля способен развить оптимальный крутящийся момент при определенных оборотах. Эти параметры указываются в технической документации на авто.

Автомобили, обладающие более огромным крутящим моментом, имеют возможность развивать и скромную максимальную скорость. Ярким примером в этом случае выступают спортивные болиды. Речь идет о высокой скорости и незначительном крутящем моменте на карданном валу. Следующий хороший пример — тяжелые внедорожники. Здесь следует обратить внимание на невысокую максимальную скорость и внушительный крутящий момент.

Читать еще:  Что такое hybrid двигатель

Сила двигателя не влияет на разгонную динамику автомобиля. Она тоже не соотносится с его способностью «резво» преодолевать подъемы, которые полностью зависимы от величины предельного крутящего момента. Соотношение здесь следующее: чем больше есть возможность передать крутящий момент на ведущие колеса автомобиля, чем шире будет диапазон оборотов двигателя, в котором он достижим. Таким образом ускорение авто будет уверенное, а водителю будет легче преодолевать достаточно сложные участки дороги.

Анализируя максимальную величину крутящегося момента, а также сравнивая крутящие моменты конструктивно идентичных и противоположных двигателей, следует обратить внимание на то, что сравнение характеристик имеет смысл лишь в случае одинаковых параметров трансмиссии. Тогда коробки переключения передач обладают подобными передаточными отношениями.

Что важнее — мощность, или крутящий момент и почему?

Сравнивая рабочие характеристики двигателя – мощность и крутящий момент, очевидными являются следующие факты:

• крутящий момент на коленчатом валу становится основным параметром, характеризующим работу силового агрегата;

• мощность двигателя представляет собой вторичную рабочую характеристику мотора, которая является производной крутящего момента;

• что касается зависимости мощности от крутящего момента, ее выражают следующим отношением: Р = М*n, где М – крутящий момент, Р – мощность, n – количество оборотов коленчатого вала на протяжении минуты;

мощность двигателя зависима от частоты вращения коленчатого вала. Чем выше обороты, естественно, тем больше будет мощность мотора. Речь идет об определенных пределах.

• увеличивается крутящий момент как результат повышения оборотов двигателя.

Достигнув максимального значения, которое возможно лишь в результате конкретной частоты вращения коленчатого вала, снижаются его показатели. Они не зависят от последующего увеличения оборотов. Вид графика зависимости крутящего момента соотносится с частотой вращения двигателя. Он отображается перевернутой параболой.

Таким образом, оценив эксплуатационные параметры автомобиля вместе с рабочими характеристиками двигателя, специалист обращает внимание на величину крутящего момента, который обладает большим приоритетом, нежели мощность.

Сравнивая силовые агрегаты, у которых схожие как рабочие, так и конструктивные параметры, более предпочтительными выглядят те, которые имеют в наличии крутящийся момент. Задаваясь вопросом обеспечения более лучшей динамики разгона автомобиля, одновременно пытаясь обеспечить приемлимые тяговые свойства двигателя, нужно обратить внимание на частоту вращения коленчатого вала. Его необходимо поддерживать в таком диапазоне значений, которые позволят крутящемуся моменту достичь своих пиковых показателей.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Чем замеряют момент двигателя

Измерительное и Испытательное

оборудование в Украине

Глобальные технологии, местная поддержка

АНВИТ предлагает широкий спектр промышленных датчиков для измерения физических параметров, контрольно-измерительные приборы и системы сбора данных. Наш постоянно расширяющийся ассортимент продукции поддерживает все отраслевые требования в области испытаний, измерений, сбора и обработки данных.

Мы предлагаем продукты и услуги от ведущих мировых производителей, а также полную техническую поддержку на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Системы сбора данных QuantumX

Датчики веса

Лазерные сканеры scanCONTROL

Инфракрасные камеры thermoIMAGER

Датчики силы

Измерительная электроника

Genesis Highspeed DAQ

Лазерные триангуляционные датчики

Статьи

Испытания в экстремальных условиях: Для прочностных испытаний экскаваторов и самосвалов (ADT) компания Liebherr полагается на U10M от HBM

Оптическая система мониторинга подземного водопровода

Вступление

В течении пяти последних лет, развитие двигателей внутреннего сгорания приводит к тому, что точность измерения должна увеличена. Это приводит к развитию средств измерения, где актуальная точность измерения состоит из нескольких компонентов, которые не оказывают непосредственный эффект на результаты измерения.
В дополнение к этому рост использования стендов для динамического тестирования двигателя, которые позволяют моделировать нагрузки на двигатель с измерением крутящего момента при заданной скорости и точности.

Например, стенд для динамического измерения двигателя показывает, как корректное измерение крутящего момента оказывает решающее влияние на работу двигателя или на моделирование дорожных условий.
В ходе подготовки к измерению крутящего момента на стенде для испытания двигателей, есть два основных метода, каждый из которых имеет преимущества и недостатки.

Измерение крутящего момента при помощи маятниковых опор
Реактивный крутящий момент измеряется на статоре при помощи маятниковых опор, измеряя степень нагрузки датчика силы. Обычно измеряют реактивный момент на статоре при помощи маятниковых опор относительно ротора.
В этом типе тестового стенда двигателей внутреннего сгорания корректные результаты могут быть получены только с маховиком и соединительным валом с гасящим вибрацию элементом. Механическое соединения между моделирующим устройством и двигателем всегда должно быть центрировано.
Контрольное моделирующее устройство EMCON/ISAC, изготовленное AVL, позволяет моделировать реальные нагрузки на двигатель, без необходимости проведения дорожных испытаний. Моделируются реальные режимы, аналогичные дорожным испытаниям включая коробку передач, сцепление и ускорение, соответствующие реальным режимам, для контроля крутящего момента.
Собственная частота установки обычно 15-25 Гц и желательно использование гасящего вибрацию элемента. Крутящий момент с частотой выше 15-25 Гц будет погашен инерцией системы.

Механическое устройство
Статор испытательного устройства упирается на подшипники. Подшипники имеют большое значение для достижения точности. В зависимости от размера и веса статора, 1 или 2 подшипника используется для каждой опоры.
Следующий вариант маятниковых опор отличается использованием гидростатических опор. Использования подшипников с низким трением позволяют измерить крутящий момент без гистерезиса. АРА из AVL, для примера, устанавливают на одной стороне гидростатические опоры, а на другой стороне подвижную опору, которая обладает осевой подвижностью для уменьшения гистерезиса.
Значительные преимущества опор в том, что они легко устанавливаются и износостойкие.
Но класс точности передающей балки и механической конструкции маятниковой опоры и класс точности вторичных преобразователей не определяют класс точности целой измерительной системы. Многие компоненты имеют воздушный зазор и влияют на результаты измерения. К факторам, которые, влияют на точность измерительной системы, так же относятся, подключение статора, трение на опорах, воздушные зазоры, карданный вал между тормозом и двигателем.

Читать еще:  Что такое заклинило двигатель

Электрические измерения крутящего момента
Вычисление крутящего момента (известен как компьютер крутящего момента) происходит в режиме реального времени.
Вычисляются скорость, ток и магнитные потоки. Влияние воздушных зазоров вычисляется через измерение вектора умножения магнитных полей. Точность вычисляемого момента 3-5%. Часть влияния зазоров, которая усиливает момент инерции массы ротора, вычисляется, используя дифференциальное значение скорости умноженный на известный момент инерции вращающихся деталей.
Следовательно, влияние зазоров или момент вала могут быть учтены для контроля как актуальные величины. Недостаток вычисления момента вала в большой составляющей шума в сигнале, что требует вычисления дифференциала скорости используя малые временные интервалы. Хороший компромисс в этой задаче может быть найден между требованиями динамического контроля, который требует передачу актуального сигнала и резонирующей шумовой составляющей.

Современные вычисления и измерения
Никакие механические приспособления или вычисления не сравнятся с современным стендом для измерения динамических характеристик двигателя.
Электрические измерения влияния зазоров имеет достаточную точность, но низкие динамические характеристики. Повышение динамики, но больше неточностей вычисления моментов всегда присутствует в электронике контроля. Программа сравнивает две величины и на основании изменения значения, вносит корректирующее значение в расчеты крутящего момента. Эта коррекция повышает точность для динамических операций.
Измерение крутящего момента фланцем крутящего момента или на валу
В отличии от измерительного метода описанного ранее, в этой статье, измерение крутящего момента использует крутящий фланец или передаточный вал как встроенный элемент системы.
Рабочие характеристики тестируемой детали и рабочие характеристики нагрузочного устройства показывают ограничения использования маятниковых опор.
Во первых в связи с нерегулярной силой воздействия, Вы получите пиковые значения влиянию каждого отдельного цилиндра получая желаемый выходной крутящих момент к результате. Этот эффект является основным особенно при тестировании двигателей с одним или несколькими цилиндрами и должен быть решающим в выборе системы измерений.
Во вторых, двигатель формирует периодическую функцию основную на принципе его работы, это разрешимая задача, но необходимо выполнение нескольких условий, учитывая резонансное поведение.
Нерегулярный принцип работы зависит от количества цилиндров и влияет на результаты измерений при повороте вала. Крутящий момент, зависящий от принципов работы и рабочего процесса проще описать при помощи функции. Этот процесс с одной стороны, давление газа в цилиндре, с другой стороны, масса вращения и момент инерции. С помощью анализа Фурье, функция может быть разложена в периодические функции, которые в дальнейшем показывают как главную составляющую, так и незначительные.

Измерения крутящего момента при помощи маятниковых опор

  • Высокая точность в статичных состояниях
  • Возможна калибровка при вращении.
  • Сигнал не нуждается в фильтрации.
  • Измерения не зависят от скорости
  • Диапазон измерения может незначительно превышать номинальную нагрузку датчика.
  • Ограниченное использование для динамических систем

Измерение крутящего момента при помощи фланца крутящего момента

  • Измерение корректно во всех состояниях статичных и динамических
  • Использование стандартных нагрузочных машин
  • Измерение непосредственно крутящего момента
  • Нельзя калибровать при вращении
  • Ограничение по максимальной скорости вращения

С 1998 года компания АНВИТ является надежным партнером в поставке точного и надежного оборудования для испытаний и измерений. Сотрудничая с нашей компанией Вы получаете продукты и услуги от ведущих мировых производителей, а также полную техническую поддержку на протяжении всего жизненного цикла продукта.
Узнать больше о нас

Разработка сайта Sigmasoft

© 2021 Тензодатчики веса | Датчики силы, крутящего момента, давдения, премещения | Тензорезисторы | Промышленные контроллеры НВМ

От чего зависит крутящий момент

На КМ будут влиять:

  • Объем двигателя.
  • Давление в цилиндрах.
  • Площадь поршней.
  • Радиус кривошипа коленвала.

Основная механика образования КМ заключается в том, что чем больше двигатель по объему, тем сильней он будет нагружать поршень. То есть – будет выше значение КМ. Аналогична взаимосвязь с радиусом кривошипа коленвала, но это вторично: в современных двигателях этот радиус сильно изменить нельзя.

Давление в камере сгорания – не менее важный фактор. От него напрямую зависит сила, давящая на поршень.

Для снижения потерь крутящего момента при тряске машины во время резкого газа можно использовать компенсатор. Это специальный (собранный вручную) демпфер, компенсация которого позволит сохранить вращающий момент и повысить срок эксплуатации деталей.

  • Отправить тему по email
  • Версия для печати
Читать еще:  Что такое гидроусилитель в двигателе

Как измерить крутящий момент двигателя?

Сообщение Nick » 19 сен 2011, 12:44

Как можно измерить крутящий момент двигателя? Статический момент измерить просто, приделываем к валу рычаг, тянем за него динамометром и запоминаем при каком усилии двигатель сдвинулся. Но что делать с крутящим моментом, да еще и при определенных оборотах?

Как построить график зависимости крутящего момента от оборотов в секунду для шагового электродвигателя? Может есть специальный прибор, которым его можно измерить (желательно для широкого диапазона двигателей)?

Use the Console, Luke.

Re: Как измерить крутящий момент двигателя?

Сообщение aftaev » 19 сен 2011, 14:44

Re: Как измерить крутящий момент двигателя?

Сообщение Nick » 19 сен 2011, 15:06

Как зачем для контроля качества входящей (исходящей) продукции. Кстати, а вот тот момент на графике, он отражает максимальный момент на валу или момент стабильной работы. Т.е. при такой нагрузке двигатель будет работать штатно или нет?

А не помнишь как назывался тот динамометр, без названия шибко тяжело искать?

Use the Console, Luke.

Re: Как измерить крутящий момент двигателя?

Сообщение aftaev » 20 сен 2011, 17:24

Заводы могут позволить себе купить такие приборы.
При желнии можно сделать макетик который будет измерять момент удржания. Тензодатчик подключаем к компу. Включаем редуктор который тянет медленно. На омпе рисуется график в кг. Как только сорвали все.
Другой например макетик: подключается, двиг к маслянному насосу и замеряется создаваемое давление на определенных оборотах. Поддерживать всегда опредленную вязкость масл(температуру), и измерять давление цифровыми датчиками давления. Подключитьэто к компу и смотри обороты=давление(момент) Вот тебе и график.
Другое дело, хотят они этого делать, и есть у них на заводе отдел ОТК.

Порой складывается впечетление продавцы и производители ШД не проверяют даже на холостое вращение. Там же ажно 4 провда нужно прикрутить
Знакомая фирма занимается разработкой щитов управления для нефтяных качалок. Вот свои шкафы перед отправкой они тестируют. Есть них для этого 30квт двиг. со спец. приспособой которая тормозит двиг, проверяется разная защита. Самое интересное это вибро стол. Ставят щит, и трясут несколько часов. Вот если после этого он работает и ничего не отвалилось значит сборка хорошая. Это дешевле обходитя им чем потом оплачивать самолет + машину в степь к тушанчикам где стоят нефтяные качалки.

Какая роль крутящего момента и мощности двигателя

Эти показатели с учетом оборотов указывают на то, как быстро машина разовьёт максимальную скорость, и каковы эти цифры. Нужно понимать, что эти две величины взаимосвязаны и неразрывны. Высокая мощность позволит добиться максимальной скорости. Но потенциал двигателя не будет реализован, если крутящий момент низкий.

Если смотреть только на один из параметров, то абсолютно не понятно, чего ждать от машины, и где лучше она себя проявит. Большинство автомобилистов делают упор на мощь, так как думают, что это позволит выжимать максимум из мотора, легко стартовать и долго ездить на пределе. Но ведь по факту это математическая величина, которая высчитывается и напрямую зависит от момента. Чем больше он, тем лучше, ведь тогда на указанных оборотах владелец авто увидит максимум по мощности и скорости.

Что важнее

Тут нельзя ответить однозначно, так как даже измерить эти величины независимо друг от друга невозможно. Поэтому человек должен выбирать исходя из собственных потребностей. Для сравнения – два автомобиля с одинаковой мощностью. Выбирать тогда лучше транспорт более «моментный», причем, чем шире диапазон, тем лучше. Особенно это актуально для владельцев механики. Ведь здесь важнее постоянно двигаться на максимуме, а тяговитость не будет иметь преимущества. Тогда и ускоряться без переключения коробки передач будет значительно проще.

Но если различия в характеристиках у двух машин существенны, и водителю важно, какая скорость будет на пределе, то тогда ориентируйтесь на мощность. Смотрите, чтобы крутящий момент был не на низких оборотах, иначе это не даст машине «проявить себя во всю».

В заключение

Как уже отмечалось, КМ требует внимания непосредственно при выборе авто. Зная ключевые особенности двигателей, теперь не составит труда определиться с выбором. Что до увеличения значений крутящего момента в имеющейся машине, не стоит забывать о балансе, заложенном производителем, и уж тем более нежелательно прибегать к кардинальным мерам. Увеличение динамики можно рекомендовать только в силовых агрегатах, причем КМ должен располагаться в диапазоне, где он может достигать пиковых значений. Как бы там ни было, планомерное распространение электрокаров вскоре может избавить от мук выбора. А пока, лучше быть осведомленным в технических деталях машины, как минимум, это позволит не теряться среди вопросов коллег-автолюбителей.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector