Como medir o par (torque) do teu coche
Contido
O par motor é proporcional á potencia e varía dependendo do vehículo e das súas características. O tamaño da roda e a relación de transmisión afectan ao par.
Tanto se estás a mercar un coche novo como se estás construíndo un hot rod no teu garaxe, entran en xogo dous factores á hora de determinar o rendemento do motor: a potencia e o par. Se es como a maioría dos mecánicos ou entusiastas dos automóbiles, probablemente teña unha boa comprensión da relación entre a potencia e o torque, pero pode resultar difícil entender como se conseguen eses números de "libras de pé". Créao ou non, en realidade non é tan difícil.
Antes de entrar nos detalles técnicos, imos desglosar algúns feitos e definicións simples para axudarche a comprender por que tanto a potencia como o par son factores importantes a ter en conta. Debemos comezar por definir os tres elementos da medida do rendemento do motor de combustión interna: velocidade, par e potencia.
Parte 1 de 4: Comprender como a velocidade do motor, o par e a potencia afectan o rendemento xeral
Nun artigo recente da revista Hot Rod, finalmente resolveuse un dos maiores misterios do rendemento do motor volvendo aos conceptos básicos de como conta realmente a potencia. A maioría da xente pensa que os dinamómetros (dinamómetros de motor) están deseñados para medir a potencia do motor.
De feito, os dinamómetros non miden a potencia, senón o par. Esta cifra de par multiplícase polas RPM ás que se mide e despois divídese por 5,252 para obter a cifra de potencia.
Durante máis de 50 anos, os dinamómetros utilizados para medir o par motor e as RPM simplemente non podían soportar a alta potencia que xeraban estes motores. De feito, un cilindro nese Hemis de 500 polgadas cúbicas que queima nitro produce aproximadamente 800 libras de empuxe a través dun único tubo de escape.
Todos os motores, xa sexan de combustión interna ou eléctricos, funcionan a diferentes velocidades. Na súa maior parte, canto máis rápido completa un motor a súa carreira ou ciclo de potencia, máis potencia produce. Cando se trata dun motor de combustión interna, hai tres elementos que afectan o seu rendemento xeral: velocidade, par e potencia.
A velocidade está determinada pola rapidez con que o motor fai o seu traballo. Cando aplicamos a velocidade do motor a un número ou unidade, estamos medindo a velocidade do motor en revolucións por minuto ou RPM. O "traballo" que fai un motor é a forza aplicada nunha distancia medible. O par defínese como un tipo especial de traballo que produce rotación. Isto ocorre cando se aplica unha forza ao radio (ou, para un motor de combustión interna, ao volante) e adoita medirse en libras-pés.
A potencia é a velocidade á que se realiza o traballo. Antigamente, se había que mover obxectos, a xente normalmente usaba un cabalo para facelo. Estímase que un cabalo podería moverse a uns 33,000 pés por minuto. Aquí é de onde vén o termo "cabalos de forza". A diferenza da velocidade e do par, a potencia pódese medir en varias unidades, incluíndo: 1 hp = 746 W, 1 CV = 2,545 BTU e 1 CV = 1,055 xulios.
Estes tres elementos traballan xuntos para producir potencia do motor. Dado que o par permanece constante, a velocidade e a potencia permanecen proporcionais. Non obstante, a medida que aumenta a velocidade do motor, a potencia tamén aumenta para manter o par motor constante. Non obstante, moitas persoas están confusas sobre como afectan o par e a potencia á velocidade dun motor. En pocas palabras, a medida que aumentan o par e a potencia, tamén aumenta a velocidade do motor. O contrario tamén é certo: a medida que diminúen o par e a potencia, tamén o fai a velocidade do motor.
Parte 2 de 4: Como se deseñan os motores para o par máximo
Un moderno motor de combustión interna pódese modificar para aumentar a potencia ou o par, cambiando o tamaño ou lonxitude da biela e aumentando o orificio ou o diámetro do cilindro. A miúdo denomínase a relación entre o diámetro e a carreira.
O par mídese en Newton metros. En pocas palabras, isto significa que o torque se mide nun movemento circular de 360 graos. O noso exemplo usa dous motores idénticos co mesmo diámetro (ou diámetro do cilindro de combustión). Non obstante, un dos dous motores ten unha "carrera" máis longa (ou profundidade do cilindro creada pola biela máis longa). Un motor de carreira máis longa ten un movemento máis lineal mentres xira a través da cámara de combustión e ten máis panca para realizar a mesma tarefa.
O par mídese en libras-pés, ou canto "torque" se aplica para completar unha tarefa. Por exemplo, imaxina que estás tentando soltar un parafuso oxidado. Supoña que tes dúas chaves para tubos diferentes, unha de 2 pés de longo e a outra de 1 pé de longo. Asumindo que está a aplicar a mesma cantidade de forza (presión de 50 lb neste caso), en realidade está a aplicar 100 pés-lb de torque para unha chave de dous pés (50 x 2) e só 50 lb. torque (1 x 50) cunha chave única. Que chave axudarache a desenroscar o parafuso máis facilmente? A resposta é sinxela: o que ten máis torque.
Os enxeñeiros están a desenvolver un motor que proporciona unha relación de par e cabalos de potencia máis alta para os vehículos que necesitan "potencia" extra para acelerar ou subir. Normalmente ves cifras de par máis altas para vehículos pesados utilizados para remolque ou motores de alto rendemento nos que a aceleración é crítica (como no exemplo do motor de combustible superior NHRA anterior).
É por iso que os fabricantes de automóbiles adoitan destacar o potencial dos motores de alto par nos anuncios de camións. Tamén se pode aumentar o par motor cambiando o tempo de ignición, axustando a mestura de aire/combustible e mesmo aumentando o par de saída en certos escenarios.
Parte 3 de 4: Comprensión doutras variables que afectan o par nominal global do motor
Cando se trata de medir o par motor, hai tres variables únicas a considerar nun motor de combustión interna:
Forza xerada a RPM específicas: Esta é a potencia máxima do motor xerada a unha RPM determinada. A medida que o motor acelera, hai unha curva RPM ou cabalos de potencia. A medida que aumenta a velocidade do motor, a potencia tamén aumenta ata alcanzar o nivel máximo.
Distancia: é a lonxitude da carreira da biela: canto máis longa sexa a carreira, máis torque se xera, como explicamos anteriormente.
Constante de par: este é un número matemático que se asigna a todos os motores, 5252 ou unha RPM constante onde a potencia e o par están equilibrados. O número 5252 derivouse da observación de que un cabalo de potencia é equivalente a 150 libras percorrendo 220 pés nun minuto. Para expresalo en pés-libras de torque, James Watt introduciu a fórmula matemática que inventou a primeira máquina de vapor.
A fórmula ten o seguinte aspecto:
Asumindo que se aplica unha forza de 150 libras a un pé de radio (ou a un círculo que está dentro do cilindro dun motor de combustión interna, por exemplo), terías que converter isto en pés-libras de torque.
220 fpm deben ser extrapolados a RPM. Para iso, multiplica dous números pi (ou 3.141593), o que é igual a 6.283186 pés. Colle 220 pés e divide por 6.28 e obtemos 35.014 rpm por cada revolución.
Colle 150 pés e multiplica por 35.014 e obtén 5252.1, a nosa constante que conta en libras-pés de torque.
Parte 4 de 4: Como calcular o par motor do coche
A fórmula para o par motor é: par = potencia do motor x 5252, que despois se divide entre RPM.
Non obstante, o problema do par é que se mide en dous lugares diferentes: directamente desde o motor e ata as rodas motrices. Outros compoñentes mecánicos que poden aumentar ou diminuír a clasificación do par nas rodas inclúen: tamaño do volante, relacións de transmisión, relacións do eixo motriz e circunferencia do pneumático/roda.
Para calcular o par de rodas, todos estes elementos deben ser factorizados nunha ecuación que é mellor deixar para o programa informático incluído no banco de probas dinámicas. Neste tipo de equipamentos, o vehículo colócase nun bastidor e as rodas motrices colócanse xunto a unha fila de rolos. O motor está conectado a un ordenador que le a velocidade do motor, a curva de consumo de combustible e as relacións de transmisión. Estes números téñense en conta coa velocidade da roda, a aceleración e as RPM mentres o coche se conduce no banco de banco durante o tempo desexado.
Calcular o par motor é moito máis sinxelo de determinar. Seguindo a fórmula anterior, queda claro como o par motor é proporcional á potencia e ás rpm do motor, como se explica na primeira sección. Usando esta fórmula, pode determinar as clasificacións de par e cabalos de potencia en cada punto da curva de RPM. Para calcular o par, cómpre ter os datos de potencia do motor proporcionados polo fabricante do motor.
Algunhas persoas usan a calculadora en liña ofrecida por MeasureSpeed.com, que esixe que introduza a potencia máxima do motor (proporcionada polo fabricante ou cuberta durante un banco profesional) e as RPM desexadas.
Se notas que o rendemento do teu motor é difícil de acelerar e non ten a potencia que pensas que debería ter, fai que un mecánico certificado de AvtoTachki realice unha inspección para determinar a orixe do problema.
