قوة المحرك

قدرة المحرك هي القدرة التي يستطيع المحرك توليدها. ويمكن التعبير عنها بوحدات القدرة، وأكثرها شيوعًا الكيلوواط ، أو الحصان المتري (يُختصر غالبًا بـ PS )، أو الحصان . في محركات الاحتراق الداخلي، تُشير قدرة المحرك عادةً إلى القدرة المقدرة ، وهي القدرة التي يستطيع المحرك الحفاظ عليها لفترة طويلة وفقًا لطريقة اختبار معينة، مثل ISO 1585. عمومًا، يحتوي محرك الاحتراق الداخلي على عمود نقل القدرة (عمود المرفق)، وبالتالي، تنطبق قاعدة قدرة العمود على محركات الاحتراق الداخلي: قدرة المحرك هي حاصل ضرب عزم دوران المحرك في السرعة الزاوية لعمود المرفق .

تعريف

القدرة هي نتاج عزم الدوران والسرعة الزاوية : [ 1 ]

يترك:

إذن، القوة هي:

P=مω{\displaystyle P=M\cdot \omega }

في محركات الاحتراق الداخلي، سرعة عمود المرفقن{\displaystyle n}وهو رقم أكثر شيوعًا منω{\displaystyle \omega }لذلك يمكننا استخدام2πن{\displaystyle 2\pi n}بدلاً من ذلك، وهو ما يعادلω{\displaystyle \omega }: [ 2 ]

P=م2πن{\displaystyle P=M\cdot 2\pi \cdot n}

لاحظ أنن{\displaystyle n}هي لكل ثانية (ث - 1 ). إذا أردنا استخدام القيمة الشائعة لكل دقيقة (دقيقة - 1 ) بدلاً من ذلك، فعلينا القسمةن{\displaystyle n}بحلول سن الستين:

P=م2πن60{\displaystyle P=M\cdot 2\pi \cdot {n \over 60}}

الاستخدام

معادلات القيمة العددية

المعادلات العددية التقريبية لقدرة المحرك من عزم الدوران وسرعة عمود المرفق هي: [ 1 ] [ 3 ] [ 4 ]

النظام الدولي للوحدات (SI)

يترك:

  • P={\displaystyle P=}الطاقة بالكيلوواط (kW)
  • م={\displaystyle M=}عزم الدوران بالنيوتن متر (نيوتن متر)
  • ن={\displaystyle n=}سرعة عمود المرفق في الدقيقة (دقيقة - 1 )

ثم:

P=من9550{\displaystyle P={M\cdot n \over 9550}}

نظام الوحدات الفنية (MKS)

ثم:

P=من716{\displaystyle P={M\cdot n \over 716}}

نظام الوحدات الإمبراطوري/الأمريكي العرفي

  • P={\displaystyle P=}القوة بالحصان (hp، bhp)
  • م={\displaystyle M=}عزم الدوران بوحدة رطل-قدم (lbf·ft)
  • ن={\displaystyle n=}سرعة عمود المرفق بالدورات في الدقيقة (rpm)

ثم:

P=من5252{\displaystyle P={M\cdot n \over 5252}}

مثال

Crankshaft speed (1/min)05010015020025030035010001500200025003000350040004500Torque (N·m)Power (kW)Diesel engine power and torque example
مخطط عزم الدوران والقدرة لمحرك الديزل كمثال. يمكن اشتقاق منحنى القدرة (البرتقالي) من منحنى عزم الدوران (الأزرق) عن طريق الضرب في سرعة عمود المرفق والقسمة على 9550. عرض بيانات المصدر .

ينتج محرك الديزل عزم دورانم{\displaystyle M}من 234  نيوتن متر عندن{\displaystyle n}4200  دقيقة - 1 ، وهي السرعة المقدرة للمحرك.

يترك:

  • م=234شمالم{\displaystyle M=234\,N\cdot m}
  • ن=4200مأنان-1=70s-1{\displaystyle n=4200\,{min}^{-1}=70\,s^{-1}}

ثم:

234شمالم2π70s-1=102،919شمالمs-1103كدبليو{\displaystyle 234\,N\cdot m\cdot 2\pi \cdot 70\,s^{-1}=102,919\,N\cdot m\cdot s^{-1}\approx 103\,kW}

أو باستخدام معادلة القيمة العددية:

23442009550=102.91103{\displaystyle {234\cdot 4200 \over 9550}=102.91\approx 103}

تبلغ القدرة المقدرة للمحرك 103  كيلوواط.

الوحدات

كيلوواطكيلومتر في الثانيةالقدرة الحصانية المتريةقوة حصانيةباوند فورس قدم في الدقيقة
1 كيلوواط (= 1000 كجم·م 2 ·ث 3 ) =1101.971.361.3444118
1 كيلو باسكال متر/ثانية - 1 =0.0098066510.01 30.0132433.981
1 PS =0.735498757510.98632,548.56
1 حصان =0.745776.041.014133000
1 رطل قوة·قدم·دقيقة 1 =2.26 × 10⁻⁵0.00232.99 × 10⁻⁵3.03 × 10⁻⁵1

انظر أيضاً

فهرس

  • Böge، Wolfgang (2017)، Alfred Böge (ed.)، Handbuch Maschinenbau (في المانيا)، فيسبادن: سبرينغر، ISBN 978-3-658-12528-8
  • بوجي ، ألفريد (1972)، Mechanik und Festigkeitslehre (في المانيا)، فيسبادن: Vieweg، ISBN 9783528140106
  • كيمب، ألبرت و. (1998)، الميكانيكا الصناعية ، الناشرون التقنيون الأمريكيون، رقم ISBN 9780826936905
  • فريد شيفر، ريتشارد فان باشويسن، أد. (2017)، Handbuch Verbrennungsmotor (في المانيا)، فيسبادن: سبرينغر، ISBN 978-3-658-10901-1

مراجع