techstop-ekb-ru, Екатеринбург, Россия

Измерение мощности автомобиля и грузовика на ПК

Динамометрическое измерение, вводная часть

Не все из тех, кто уже прочитал статью "Динамометрический стенд" для измерения мощности автомобиля мигом зачехлили тапки и побежали в ближайший киоск "Евросети" за новым супернавороченным девайсом сотовой телефонии - и правильно сделали ... Как это многократно объяснялось многочисленными источниками - неважно какой двигатель стоит на вашем автомобиле : бензиновый, дизельный, атмосферный, турбонаддувный, карбюраторный, впрысковый, оппозитный, рядный, V-образный, квадратный, круглый, зеленый ... Да, вот по барабану ... Все двигателя разработаны на основе законов физики, подчиняются законам физики и работают в окружающей среде, подвластной законам физики (читай, законам Природы), изученным и не изученным ... Значит, основные показатели работы двигателя могут быть исследованы с помощью тех же основных законов физики.

Для использования формул нам придется вернуться в школьные годы и вспомнить, какой кашей там заполняли наши мозги и что из этого может пригодиться для решения текущей задачи ... Скажу сразу, я неимоверно туп не только в физике, но и во многих других теоретических науках ... Но, есть интернет, битком набитый различными формулами ... А, на компьютере, есть калькулятор ... И, как сказал Остап Бендер, надо только нагнуться и просто подобрать все это из пыли ...

Работа с единицами измерений

Скалярная величина (скаляр) - это физическая величина, которая имеет только одну характеристику - численное значение. Примеры : масса, температура, путь, работа, время и т.д. Математические действия со скалярными величинами – это алгебраические действия.

Алгебраические действия в обычной математике это обычные действия : сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень и извлечение корня.
Знак ^ - это знак степени. В HTML коде присутствуют собственные теги указатели степени, но мы будет использовать этот, как в расчетах на JavaScript. Чтобы не использовать функцию возведения числа в квадрат - иногда, в расчетах, проще умножить число само на себя : 3^2 = 3*3 = 9. Также, корень квадратный - это деление числа на / 2.
Знак * - это знак умножения.
Знак / - это знак деления.

Векторная величина (вектор) - это физическая величина, которая имеет две характеристики : модуль и направление в пространстве. Примеры векторных величин : скорость, сила, ускорение, напряженность и т.д. Геометрически вектор изображается как направленный отрезок прямой линии, длина которого в масштабе это модуль вектора.

Безразмерная величина - это относительная величина по отношению к системе размерных величин. К безразмерным величинам относятся : плотность, индекс вязкости, относительное удлинение, относительные магнитная и диэлектрическая проницаемости, критерии подобия, количество каких-либо объектов. Величина, безразмерная в одной системе физических величин, может быть размерной в другой системе. Величины, являющиеся отношением двух однородных величин, являются безразмерными в любой системе. Единицами измерения безразмерных величин в общем случае являются числа или специальные наименования, например, радиан, проценты, промилле, децибелы и т.д.

Вот и весь краткий физико-математический курс, который пригодиться для дальнейшей работы с формулами. Кроме того, что векторная величина это тоже числовое значение ... И скаляры, и векторы мы чувствуем на собственной шкуре через сигналы природных биодатчиков нашего организма. А то что мы можем почувствовать - мы можем измерить в каких-либо единицах измерения. Поэтому для правильного результата действия формул все единицы следует привести к одному диапазону измерений, например : секунды, метры, метры / в секунду, ватты ... Или, часы, километры, километры / в час, киловатты ... Тогда результат подсчета формулы будет верный.

Формулы физических измерений параметров автомобиля

Механика. Кинематика. Движение. Расчеты для автомобилей и грузовиков.

Формулы скорости, расстояния и времени :
V = S / t ; V - скорость
S = V * t ; S - расстояние
t = S / V ; t - время

Ускорение. Движение с ускорением :
Ускорение а (размерность: м/с^2) векторная физическая величина, показывающая, на сколько изменяется скорость тела за 1 с.
+ = ускорение ускорения ;
- = ускорение замедления ;
V0 - начальная скорость
V - конечная скорость
Ускорение a = (V - V0) / t
при движении с места V0=0 ; a = V / t
Время движения t = (V - V0) / a при движении с места V0=0 ; t = V / a
Перемещение (расстояние) c ускорением S = V0 * t + (a * t^2) / 2
при движении с места V0=0 ; S = (a * t^2) / 2

Формула выражения скорости от времени и ускорения :
V^2 = 2 * a * S
V^2 - квадрат скорости
2 - множитель, коэффициент
a - ускорение, м.с^2
S - расстояние

Формула работы по перемещению груза.
* - вполне справедливо для работы двигателя по перемещению автомобиля по дороге.
Сила двигателя совершает работу, когда автомобиль перемещается ...
Обычно, приложенная сила преодолевает какие-либо сопротивления (качения шин, уклона дороги, встречного / бокового ветра, парусности / лобового сопротивления) и в то же время меняет скорость движения автомобиля (ускорение) ...
A = F * S * cos@
A - работа
F - сила
S - расстояние
cos@ - угол между направлениями силы и перемещения
если сила направлена горизонтально, cos@ = 0 ; A = F * S
если сила перпендикулярна перемещению, то работа силы равна нулю.

Механическая мощность. Мощность характеризует быстроту совершения работы. Мощность - это физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа. Мощность показывает, какая работа совершается за единицу времени.

Мощность : Ньютон = Вт = Дж / c
1 N мощности =1 Вт = 1 Дж / 1с = 0.1 кг*м
1 Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за 1 секунду
или когда груз массой 100 грамм поднимают на высоту 1 метр за 1 секунду
1 N ускорения = 10 Вт = 1 кг*м/с^2
1 N ускорения равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с^2 в направлении действия силы.
Ватт : 1 Вт = 0.00135962 л.с.
КилоВатт : 1 КВт = 1.35962 л.с.
Лошадиная сила : 1 л.с. = 735,49962489 Вт, или = 735,4 Вт, или = 735 Вт.

Формула мощности для равномерного движения с постоянной скоростью или переменного движения со средней скоростью :
N = A / t
N - мощность
A - работа
t - время

Если, A = F * S ; N = F * S / t
Если V = S / t ; N = F * V
Тогда :
F = N / V ; Сила = Мощность / Скорость
V = N / F ; Скорость = Мощность / Сила

Примечание : здесь надо разобраться с силой ...
Сила, Ньютон — производная единица.
Исходя из второго закона Ньютона она определяется как сила, изменяющая за 1 секунду скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.
Внимание! Мы уже читали выше, что Ускорение - это величина, показывающая, на сколько изменяется скорость тела за 1 с.
Получается, Сила, как учитывающая массу величина для равномерного движения и Ускорение, как величина ускорения некоей массы во времени и расстоянии ... И понятно ... И непонятно ... Надеюсь, дальнейшее изучение формул прояснит ситуацию ...

Перемещение груза, 2-ой закон Ньютона :
F = m * a
сила = масса * ускорение

Вот ... Становиться понятнее ... ))) Величина силы вычисляется определенной массой и неопределенным ускорением ...

Теорема о кинетической энергии :
A = K ; Работа = кинетической энергии.
Изменение кинетической энергии тела равно работе равнодействующей всех сил, действующих на тело.
Эта теорема справедлива независимо от того, какие силы действуют на тело.
Совершается работа, чтобы покоящемуся телу сообщить требуемую скорость.
В момент окончания работы энергия силы, ускоряющей тело, переходит в энергию тела - кинетическую энергию.
Энергия, которой обладает тело вследствие своего движения, называется кинетической энергией. Отсюда следует движение по инерции - движение тела в отсутствие внешних воздействий. Принцип инерции Галилея состоит в том, что если на тело не действуют внешние силы, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения.
За исключением случаев вакуума - на тело всегда действуют силы трения, гравитации и прочие противодействующие силы ...

Разбор полетов и вывод формулы измерения мощности автомобиля и грузовика

из формулы N = F * V используя формулу F = m * a получаем N = m * a * V ;

из формулы N = m * a * V используя формулу a = V / t получаем N = m * V^2 / t ;

Известные данные для расчета мощности автомобиля и грузовика :
m - масса транспорта в кг ;
V^2 - скорость до которой тестируем автотранспорт на трассе (квадрат скорости) ;
t - время разгона до скорости V^2, в секундах ;
Еще нам необходимо перевести км/ч в м/с :
1 км/ч = 0.277778 м/с

Так, как у нас не теоретические расчеты, а практическое измерение все сопротивления уже были измерены тестом и автоматически учтены в формуле : лобовое сопротивление, сопротивление качению, ветер и уклон дороги, прочие факторы ... И выражаются они, как снижение фактической мощности от паспортной.

Итак, мы изобрели (вычислили) невозможную, совершенно волшебную формулу для измерения фактической мощности автомобиля или грузовика простым дорожным тестом. И, видимо, абсолютно сверх-секретную, так как я не мог найти ее простым поиском в интернете ...

Возможные ошибки и недопонимания при использовании формулы мощности автомобиля

Какие подводные камни могут скрываться при использовании формулы мощности автомобиля?

Во первых - если есть ограничение оборотов двигателя или скорости автомобиля ВЫ НИКОГДА НЕ УВИДИТЕ ПОКАЗАТЕЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ... Это означает, что двигатель никогда не работает на свою максимальную мощность, тем самым вызывается эффект его долголетия меньшим износом ... То же самое верно относиться к педали газа - нажав педаль газа на 25% - вы затребуете 25% мощности двигателя из 100% ...

Во вторых - снижение паспортной мощности автомобиля до 50% (по расчету калькулятора) практически не сказывается на его равномерном движении ... Да, нехватка скорости при обгонах, да, более длительный разгон до крейсерской скорости, да, провал мощности при движении в гору с переключением на пониженные передачи ... Вот и все ... В остальном, движение на исправном автомобиле с пониженной мощностью внешне никак не проявляется ... В городе средняя скорость движения 40 км/ч ... На трассе расход оптимальный ...

В третьих - не надо путать крутящий момент (тягу) с мощностью ...
- Тяга начинает работать раньше чем наступает полная мощность ;
- Тяга ориентирована на рассчитанный вес и груз, и тем самым на ресурс применяемых автодеталей ;
- До пересечения графиков мощности и тяги - режим движения : экономичный ;
- После пересечения графиков мощности и тяги - режим движения : мощностной, с расходом топлива ;
- Тяга не оказывает большого влияния на скорость ... Но, объясняет возможность перевозить грузы массой в несколько раз больше массы самого автомобиля, оперируя переключением коробки передач и с учетом расчитанного коэффициента всей трансмиссии. Поэтому, пустой грузовик поедет примерно с таким же ускорением как и груженый, затрачивая время разгона на переключение передач, но у него огромный запас по тяге, а мощность двигателя не используется полностью и расход топлива меньше ...

Все значения калькулятора могут быть приблизительно верными только при полной массе (загрузке) транспорта и при полном ускорении до максимальной скорости без применяемых ограничений мощности и скорости, на идеально горизонтальной дороге, при полном безветрии, при температуре плотности воздуха +20 градусов !!! И, наверное, на уровне моря ... В ином случае все полученные мощности выше 50% паспортной - теоретически могут признаваться исправными ...

Тест выполняется без подключения к автомобилю / грузовику без учета любых текущих данных конфигурации или произведенных изменения (тюнинга) - и только отражает реальное состояние двигателя / автомобиля при помощи навигатора (км/ч) и секундомера.

Еще рекомендации к тесту :
- Используйте навигатор для измерения скорости и секундомер для измерения времени. Тем самым вы полностью отвязаны от транспортного средства ... Вероятно, таким способом, можно измерить даже мощность велосипеда ... )))
- Рекомендуемые интенсивности разгона до 80% от максимальной скорости транспорта.
- Для легковых автомобилей до 100км/ч;
- Для малого и среднего коммерческого транспорта до 85 км/ч;
- Для большегрузных грузовиков, автопоездов и автобусов до 60 км/ч.

Пример измерения мощности автомобиля


- ВАЗ, Нива, пикап (полу-легковой / полу-грузовой).
- 1.7л, Карб, 58 кВт, МКП 5-передач, мост 3.9, колеса R16 - низкоскоростной, тяговитый автомобиль.

Динамометрический тест мощности Ваз Нива дорожным испытанием и калькулятор мощности автомобиля для ПК

Анализ теста мощности автомобиля :
- Тест проводился в качестве эксперимента не с полной загрузкой 1500 кг против 1870 кг - это означает, что мы не можем достоверно воспринимать все результаты теста.
- Фактическая мощность 54% ... Если учесть, что груженый автомобиль поедет с таким же ускорением, то расчетный запас следует приплюсовать к фактической мощности, получиться 61,7% , а потеря мощности составит уже 39,3% ... Согласен, потому, что карбюратор настроен на экономичный расход, а текущей мощности мне хватает до ж*** ...
- Лично я удовлетворен такими результатами, причем полученными практически бесплатно, не считая потери времени на приятное времяпрепровождение за расчетами, формулами и программированием калькулятора мощности автомобиля ...

14:30 10.03.2017

Поделиться ссылкой :
Отзыв / Диалог :

Быстрый поиск по сайту :


Главная / разделы сайта


© techstop-ekb.ru / Екатеринбург / 2018