Pondělí 24. ledna 2022, svátek má Milena
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pondělí 24. ledna 2022 Milena

Výkon, nebo točivý moment?

4. 09. 2021 8:03:26
Tentokrát zaměřeno na mechaniku - ostatně o mechanických a elektrických převodech pojednával jeden z dřívějších příspěvků - v toto případě však je záměrem kvantifikovat výkonost samotného motoru.

poznámka na úvod - původně se mělo jednat pouze o řekněme vysvětlující text, který měl být posléze doplněn příklady vzorců - ovšem příspěvek je natolik založen na textu - že doplňování příklady vzorců možná ani není na místě - vlastně se text takto může žánrově blížit - dejme tomu někam k eseji

první část - výkonnost motoru

výkonnost motoru charakterizují zejména dvě veličiny
- výkon
- a točivý moment

volně podle textu ilustrace na téma "jak funguje převodovka":

" převodem na nižší stupeň - například při jízdě do kopce - lze při stejném výkonu (přesněji příkonu) dosáhnout vyššího točivého momentu"

výkon
podává určité informace především o celkových parametrech motoru - s vynaloženou sílou či rychlostí vzrůstá vpodstatě lineárně - o provozních vlastnostech zase mnoho neříká

točivý moment
pak podává spíše informace o provozních vlastnostech motoru - třeba o otáčkách kdy motor nejvíce zabírá

točivý moment
také nemá (na rozdíl od výkonu) lineární průběh - dosáhne určitého maxima a pak se zase snižuje

znázornění v osách "xy"
podle zavedených zvyklostí se na osu "y" nanáší spíše "fyzikálně provozní hodnoty" zkoumané funkce - a na osu "x" zase hodnoty časoměrné - tedy například rozměry nebo čas

z hlediska tohoto rozdělení se výkon přimyká více provozně-fyzikální ose "Y" - kdežto točivý moment se již více stáčí k časoměrné ose "x"

veličiny ze kterých výkon a točivý moment vychází

výkon výchází především z práce - potažmo energie
(dá se říci, že výkon je okamžitá hodnota právě vynakládané - či celkově vynaložené práce)

točivý moment
zase vychází spíše ze síly
přičemž původem síly obvykle není jedna složka
(na základě pararely třeba s Lorencovou silou a magnetickou indukcí by osu "Y" ve výše zmíněném diagramu "XY" bylo možno nazvat jako indukční osu
a osu "x" zase jako "osu intenzity")

souhrnné pojmenování diagramu xy by tedy znělo
osa Y: provozně - fyzikální osa indukce
osa X: časoměrná osa intenzity

několik úvah či polemik na téma točivý moment

už sám název točivý moment, či spíše přímo pojem "moment" jako fyzikální veličiny je poněkud problematický a patrně nepříliš názorný - na rozdíl od pojmu síla

třeba na základě popisu v angličtině
"torque is the rotational equivalent of linear force"
by možná nebylo od věci pojem "točivý moment" nahradit třeba pojmem
"síla modulovaná rotací"

znázorňování průběhu točivého momentu
- pokud by točivý moment měl například vycházet z rotace ve válci spalovacího motoru - kde je poháněcí síla znázorňována jako tečna k ose rotace - přičemž zavedené znázorňování točivého mementu je v ose rotace a liší se jen orientací - podle směru kterým rotace probíhá

je otázka jak přesné informace vlastně podává zavedené znázorňování točivého momentu jako polopřímky v ose rotace
- možná by nebylo od věci točivý moment znázorňovat jinak - například je křivku přimykající se ke znázornění síly - ve stejné rovině jde tato síla působí
"torque alternative concept"

moment síly jako variace síly

točivý moment (a další variace momentu síly) je veličina tak blízká - či příbuzná vlastní zdrojové síle - že moment síly by bylo možno považovat za pouhou variaci výchozí veličiny - tedy síly

následuje druhá část

výkon, točivý moment, moment setrvačnosti, rychlost, změna úhlové rychlosti, úhlová rychlost

popisek k ilustraci

zóna 1 nahoře MOMENT SETRVAČNOSTI
---------------------------------------------

Mi = m (hmotnost těžiště) x r (gyratační poloměr, přibližně poloměr k těžišti)

***

zóna 2 nahoře uprostřed MOMENT OTÁČENÍ
-------------------------------------------------

MT = MI (MOMENT SETRVAČNOST) x OMEGA 2 (úhlová rychlost při optimálních otáčkách)

***

zóna 2 nahoře vlevo VÝKON
-------------------------------

P = Mt (MOMENT OTÁČENÍ) x PSÍ min-max (průběžný úhel záběru plynu)

***

zóna 1 dole ÚHLOVÁ RYCHLOST (při rozjezdu)
---------------------------------------------------

OMEGA 1 = PSÍ 1 (úhel záběru plynu při rozjezdu) x "t1" (doba rozjezdu)

***

zóna 2 dole ÚHLOVÁ RYCHLOST (při optimálních otáčkách, změna úhlové rychlost)
------------------------------------

OMEGA 2, DELTA OMEGA = PSÍ 1 (úhel záběru plynu při rozjezdu) x "t2" (doba od rozjezdu k dosažení optimálních otáček)

***

zóna 3 dole RYCHLOST
--------------------------

"v" = OMEGA (úhlová rychlost) x r (poloměr převodového kola)

- v tomto případě se jedná o standartní rychlost otáčení převodového kola (nikoli o rychlost úhlovou) - dalším přepočtem by pak vyšla rychlost celého vozidla

a konečně třetí část

úhel záběru plynu - a jeho vliv na výkon a točivý moment

pro zobrazení výkonu a dalších vlastností motoru
je poměrně důležitá veličina
kterou je úhel ze kterého vychází úhlová rychlost
úhel by bylo například možno nazvat
"úhel záběru plynu"

MOMENT SETRVAČNOSTI a úhel PSÍ 1
úhel PSÍ1 - úhel pedálu při záběru plynu když se stroj rozjede je výchozí veličinou pro stanovení
MOMENTU SETRVAČNOSTI

***

změna úhlu na hodnotu optimálních otáček PSÍ 2 pro stanovení MOMENTu OTÁČENÍ

pro druhý silový moment v pořadí je zase důležitá změna úhlu sešlápnutí plynu aby se motor dostal do optimálních otáček

***

VÝKON motoru a průběžná změna úhlu PSÍ z minima na maximum

úhel záběru plynu je rovněž důležitý pro zkoumání výkonu - ale přesto že se jedná o tutéž veličinu - nelze ji zaměňovat s úhlem PSÍ1 při rozjezdu, ani s úhlem PSÍ2 při optimálních otáčkách - spíše se jedná o průběh hodnot úhlu záběru z minima na maximum - například při maximální rychlosti či výkonu

ÚHEL PSÍ - SHRUNUTÍ
veličina VÝKON úhel "psí" obsahuje vlastně dvakrát - ale jde vždy o úhel jiného původu - tedy i jiného měření (snad s vyjímkou, když by se počítal výkon v právě optimálních otáčkách)

VÝKON = PSÍ min-max (variabilní hodnota záběru pedálu plynu dle fáze výkonu, která se právě vyhodnocuje) x Mt(moment otáčení)
MOMENT OTÁČENÍ = čitatel Mi (moment setrvačnosti) krát PSÍ 2 (úhel záběru pedálu plynu při optimálních otáčkách) děleno jmenovatelem "t2" ( doba kdy se motor od rozjezdu dostane do optimálních otáček)

A NA ZÁVĚR JEŠTĚ JEDNOU KLÍČOVÁ ÚVAHA

moment síly jako variace síly

točivý moment (a další variace momentu síly) je veličina tak blízká - či příbuzná vlastní zdrojové síle - že moment síly by bylo možno považovat za pouhou variaci výchozí veličiny - tedy síly

dodatek

matematicko- fyzikální vztahy

matematicko- fyzikální vztahy - výkon a silové momenty cestu síly

číslování "zón výpočtů - zóna 1 výsledný vztah, zóna 2 střední vztah zóna 3 výchozí vztah - v opačném pořadí než na jedné z ilustrací výše

zóna 3 výchozí vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

výpočet síly otáčeníFo (prozatím neřešeno)

zóna 2 střední vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

Mo (moment otáčení) = Fo (zdrojová síla otáčení) krát r(t) (gyratační poloměr od středu kola k těžišti)

zóna 1 výsledný vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

P (výkon) = Mo (moment otáčení) krát Ψ (úhel pootočení podle fáze ke které se zjišťuje výkon )

matematicko- fyzikální vztahy - výkon a silové momenty cestou momentu hybnosti

číslování "zón výpočtů - zóna 1 výsledný vztah, zóna 2 střední vztah zóna 3 výchozí vztah - v opačném pořadí než na jedné z ilustrací výše

zóna 3 výchozí vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou momentu hybnosti

Mt (moment hybnosti) = m (hmotnost zkoumaného elementu - třeba ozubeného kola) krát r(t) (gyratační poloměr od středu kola k těžišti)

(dále stejnou cestou jako při výpočtu výkonu cestou síly)

zóna 2 střední vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

Mo (moment otáčení) = Fo (zdrojová síla otáčení) krát r(t - gyratační poloměr od středu kola k těžišti)

zóna 1 výsledný vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

P (výkon) = Mo (moment otáčení) krát Ψ (úhel pootočení podle fáze ke které se zjišťuje výkon )

matematicko- fyzikální vztahy - výkon a silové momenty cestou práce a energie

zóna 2 střední vztah pro výpočet výkonu z vykonané práce - výpočet práce

W (práce) = Fo (zdrojová síla otáčení) krát v(r) (rotační rychlost otáčení v km/h - nikoli úhlová)

teoreticky by patrně byl možný výpočet výkonu z lineárního pohybu celého vozidla

W (práce) = F (síla motoru pro pohyb vozidla v lineární směru) krát v (lineární rychlost vozidla v km/h)

zóna 1 výsledný vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

P (výkon) = W (práce) děleno T (perioda - čas oběhu kola)

matematicko- fyzikální vztahy - výkon z otáček motoru (tedy v podstatě úhlové rychlosti nebo úhlu pootočení)

zóna 2 střední vztah pro úhlové rychlosti

ω (úhlová rychlost) = Ψ (úhel pootočení motoru podle fáze ke které se zjišťuje výkon - případně úhel sešlápnutí plynu) lomeno t (čas potočení motoru podle fáze ke které se zjišťuje výkon)

poznámka - jako samotná fyzikální veličina jsou vedeny otáčky za minutu - i když de facto jde o úhlovou rychllost

zóna 1 výsledný vztah pro výpočet výkonu a silových momentů cestou síly

P (výkon) = ω (úhlová rychlost) krát 2

P (výkon) = otáčky za minutu krát 2

Autor: Jan Tomášek | sobota 4.9.2021 8:03 | karma článku: 9.00 | přečteno: 528x

Další články blogera

Jan Tomášek

Industriální Kroměříž - malá elektrárna, továrna na uzeniny (elektřina VN a NN 14)

Malá parní elektrárna, Simonova továrna na uzeniny, a také automobily Simca. Nejen podobně znějící názvy firem mohou být důvodem ke sloučení více námětů v jeden. Pro Kroměříž trochu netypická turistika.

1.1.2022 v 9:43 | Karma článku: 6.94 | Přečteno: 258 | Diskuse

Jan Tomášek

Mechanika 6 - vzlet letounu a diagram XY jako statistika provozu a výkonu

Navozující příspěvek na předchozí příspěvky o mechanice . v pozornosti opět veličiny čas, frekvence, rychlost - a dále síla, moment síly, výkon

15.12.2021 v 10:12 | Karma článku: 4.85 | Přečteno: 243 | Diskuse

Jan Tomášek

Na konečné v Řečkovicích - proč byl u tramavají zaveden stejnosměrný proud a co je měnírna

Kromě informací o stejnosměrné napájecí trakce pro tramvaje, též pojednání o liniových stavbách jako jsou třeba různé rozvody, třeba elektrické - takovou typickou liniovou stavbou je ovšem plynovod nebo ropovod.

10.12.2021 v 11:04 | Karma článku: 9.81 | Přečteno: 599 | Diskuse

Jan Tomášek

Mechanika 5 - tři stupně momentů - statické momenty, moment síly, výkon a čas a rychlost

Další pokračování v bádání nad veličinami mechaniky - a to zejména statiky a dynamiky - především z matematického hlediska

5.12.2021 v 8:49 | Karma článku: 5.44 | Přečteno: 289 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Slunce prolétá obří bublinou

Díky vyhodnocení materiálů, které dodala vesmírná sonda Gaia, odhalili vědci, jak vypadá naše nejbližší kosmické okolí. Nacházíme se v obří bublině. (délka blogu 5 min.)

24.1.2022 v 8:00 | Karma článku: 19.55 | Přečteno: 314 | Diskuse

Tomáš Flaška

Jsem paranoidní, nebo mě Čína fakt chce špehovat?

Taková drobnost. Koupě obyčejného nabíjecího kabelu na telefon přes čínský eshop za pár šupů. Jenomže tady něco nehraje.

23.1.2022 v 12:13 | Karma článku: 31.59 | Přečteno: 1396 | Diskuse

Jan Mestan

Pohádka o putujících deskách

Čím to, že výsledkem rozdílu extrémně extrémně (2x extrémně tam není náhodou) nepřesného modelu pohybů desek a reálného měření GPS má být dokonalé pole deformací uvnitř desky? Chyba je na straně rámce, ve kterém měření provádíme.

22.1.2022 v 19:13 | Karma článku: 11.63 | Přečteno: 478 |

Jan Mestan

Komentář: Souostroví Tonga – tektonický rámec

Na webu Geofyzikálního ústavu Akademie věd České republiky se objevil text k erupci sopky Hunga Tonga–Hunga Haʻapai. Krátce na něj zareaguji.

21.1.2022 v 3:34 | Karma článku: 14.32 | Přečteno: 371 |

Jaroslav Flegr

Proč nebude vakcína na omikron a proč je to vlastně fuk

Máme se očkovat vakcínami proti wuhanskému viru, nebo si máme radši počkat na vakcíny proti novým variantám? Odpověď zní – je třeba se očkovat tím, co je. Ostatně, vakcíny proti jiným variantám nejspíš ani nebudou. Proč?

20.1.2022 v 14:50 | Karma článku: 44.57 | Přečteno: 26175 | Diskuse
Počet článků 242 Celková karma 7.11 Průměrná čtenost 430

Zajímám se o spoustu témat - která se trochu mění podle let a období.

Najdete na iDNES.cz