Почему кривая крутящего момента и мощности газовых двигателей всегда пересекается при 5252 об/мин?

Я смотрю телешоу под названием Tech Garage, и они только что заявили, что кривые крутящего момента двигателя и мощности всегда совпадают при 5252 об/мин. Если предположить, что это правда, то почему это происходит? Это что-то заложено в двигателях или так работает термодинамика?


Если это результат дизайна, то как насчет двигателя, чтобы сделать это правдой?

Насколько я понимаю, у всех двигателей один и тот же перекресток. Странный.
Давно хотел задать этот вопрос.. +1
Это заблуждение, по-видимому, происходит из-за часто повторяемого представления о том, что мощность и крутящий момент — совершенно разные вещи, хотя на самом деле они основаны на одном и том же измерении, отличающемся только тем, учитывает ли оно дополнительно число оборотов двигателя (в случае лошадиных сил) или нет ( крутящий момент). Рад, что это не превратилось в тему "крутящий момент против лошадиных сил"!
Похоже, это было бы так же плохо, как тема «ПК против Mac», «Canon против Nikon» или «Chevy против Ford»… лол
Итак, в основном «Поскольку V = IR, почему V и R одно и то же число, когда I = 1?», Но для вращательной механики, а не для электричества, и в глупых единицах, где причина не очевидна.

Ответы (3)

Это просто математика , потому что мощность определяется (с точки зрения крутящего момента) как 550 ft·lbs в секунду .

Один HP - это 33 000 фунтов, перемещаемых на 1 фут за 1 минуту (согласно Джеймсу Ватту, это среднее значение того, что может сделать настоящая лошадь). RPM двигателя, движущего тот же 1 фунт, будет двигаться на ~ 6,283 фута (окружность круга радиусом 1 фут).

33 000 / 6,283 = 5252

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
«Обороты двигателя, движущего тот же 1 фунт» - разве это не должно быть «те же самые 33 000 фунтов»? Просто убеждаюсь.
@jedd.ahyoung Он движется на 1 фунт на высоте 33 000 футов против 33 000 фунтов на высоте 1 фут. Тот же объем работы и мощности.
Откуда взялся выходной радиус в 1 фут?
Да. Я думаю, что формулировку в этом ответе можно было бы улучшить, хотя

Ради интереса я сделал некоторые математические вычисления в Google, чтобы показать, что это артефакт системы единиц, используемой для приведения чисел к крутящему моменту и мощности.

Число 5252 можно рассчитать как:

1 horsepower / 1 lbf foot radian in turns/minute
5 252.11312

Точное число 16 500/π (33 000/τ).

Итак, если бы математика выполнялась в метрических единицах (ватты и ньютон-метры для крутящего момента), вы получили бы:

1 W / 1 N m rad in turns/minute
9.54929659

Это число оказывается равным 30/π (или 60/τ) из-за количества секунд в минуте. Если бы вы измеряли скорость вращения двигателя в радианах в секунду, число стало бы равным 1 . То же самое можно было бы применить и к неметрической системе, если бы вместо лошадиных сил для измерения мощности двигателя использовались футо-фунты.

Место, где «кривые встречаются», является полностью артефактом размещения обеих величин (измеряемых в лошадиных силах и фунт-футах) на одних и тех же числовых шкалах на оси графика. Если вы нарисуете их друг против друга, а не против оборотов в минуту, это вместо этого проявится в том, что некоторая точка (соответствующая 5252 об / мин) появится в точке, где мощность в лошадиных силах и крутящий момент в фунт-футах одинаковы.

Красота. +1 из голосов сегодня. После UTC я буду. TY за информацию о качестве.
так что это артефакт, они на самом деле не встречаются, потому что они измеряются в разных единицах.
+1 за расчеты. Рассмотрена отмена +1 за использование тау. Шучу :) Манифест Тау и Манифест Пи , для тех, кто запутался.

Просто добавив к Марксу отличный ответ выше:

Хотя мощность определяется с точки зрения крутящего момента, мощность является более полезной мерой мощности двигателя, когда речь идет о попытке выяснить, насколько быстрой будет ваша машина, при условии, что у вас есть соответствующая трансмиссия. Трансмиссия изменяет выходной крутящий момент, но оставляет мощность неизменной (без учета потерь на трение и т. д.). Таким образом, старая поговорка «лошадиные силы продают автомобили, а крутящий момент выигрывает гонки» на самом деле полностью ложна в теории. Гипотетический двигатель, который развивает крутящий момент в 1000 ft-lbs, но только до 10 оборотов в минуту, приведет к мучительно медленной машине.

Однако для реальных автомобилей люди редко когда-либо обсуждают реальную мощность или кривые крутящего момента. Обычно они говорят только о пиковой мощности или пиковом крутящем моменте. Автомобили с высоким крутящим моментом обычно производят его в нижней части, и это также увеличивает мощность в нижней части. Поскольку мощность связана с числом оборотов в минуту, пиковая мощность обычно приходится на высокие обороты. Следовательно, двигатель с «высоким крутящим моментом» может иметь такую ​​же пиковую мощность, как и двигатель с «низким крутящим моментом», но двигатель с высоким крутящим моментом будет иметь большую мощность в нижней части диапазона оборотов. Из-за этого автомобиль будет быстрее, но люди, которые учитывают только пиковые значения, скажут, что это связано с крутящим моментом, хотя на самом деле это связано с широким диапазоном мощности. Помните: теоретически любой двигатель может создавать произвольно большой крутящий момент после прохождения через трансмиссию.

В качестве простого гипотетического примера рассмотрим двигатель A с типичной кривой мощности, а затем представьте себе двигатель B с такой же точной кривой мощности, но масштабированной в 2 раза по оси RPM. Если бы двигатель А выдавал пиковую мощность при 5000 об/мин, двигатель В выдавал бы пиковую мощность при 10000 об/мин. Если двигатель А производил 90 л.с. при 2000 об/мин, то двигатель В производил 90 л.с. при 4000 об/мин.

Теперь представьте, что двигатель B проходит через трансмиссию без трения с передаточным числом 2:1. Это эффективно замедлит двигатель B, так что особенности кривой мощности, модифицированной трансмиссией, теперь проявляются при тех же частотах вращения, что и двигатель A. Двигатель B теперь производит такой же точный крутящий момент и выходную мощность, что и двигатель A после трансмиссии, несмотря тот факт, что двигатель B явно будет иметь меньший крутящий момент перед трансмиссией. (Опять же, см. отличное объяснение математики Марка)

Да, но вы полностью проигнорировали крутящий момент. Помните, что «на самом деле двигает машину»? Предполагая, что оба двигателя имеют одинаковый крутящий момент (вы никогда не указывали), тогда двигатель b определенно затмит двигатель a, потому что с редуктором 2: 1 двигатель b без учета трения и тепла удвоил бы свой коэффициент крутящего момента. победа над двигателем а. Проще говоря, крутящий момент — это основная сила двигателя, когда вес перемещается на определенное расстояние (работа), а мощность в лошадиных силах — это просто СКОРОСТЬ, с которой двигатель выполняет эту работу, выражаемая в виде веса, перемещаемого за
Но я указал крутящий момент на нескольких оборотах... неявно. Двигатель А производит 90 л.с. при 2000 об/мин, поэтому он имеет крутящий момент 263,3 фунт-сила-фут (при этих конкретных оборотах). Двигатель B производит 90 л.с. при 4000 об/мин, таким образом, он имеет крутящий момент 118,2 ft-lbs. На выходном валу безфрикционной трансмиссии двигатель B по-прежнему выдает 90 л.с., но выходная мощность теперь снижена до 2000 об/мин, поэтому он имеет крутящий момент 263,3 футо-фунта.
Почему кривая крутящего момента и мощности газовых двигателей всегда пересекается при 5252 об/мин?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v