Com mesurar el parell (parell) del vostre cotxe

El parell és proporcional a la potència i varia segons el vehicle i les seves característiques. La mida de la roda i la relació d'engranatges afecten el parell.

Tant si esteu comprant un cotxe nou com si esteu construint un hot rod al vostre garatge, dos factors entren en joc a l'hora de determinar el rendiment del motor: la potència i el parell. Si sou com la majoria dels mecànics de bricolatge o els entusiastes dels cotxes, probablement tingueu una bona comprensió de la relació entre la potència i el parell, però potser us costarà entendre com s'aconsegueixen aquests números de "lleura de peus". Ho creguis o no, en realitat no és tan difícil.

Abans d'entrar en els detalls tècnics, desglossem alguns fets i definicions senzills que us ajudaran a entendre per què tant la potència com el parell són factors importants a tenir en compte. Hem de començar definint els tres elements per mesurar el rendiment del motor de combustió interna: velocitat, parell i potència.

Part 1 de 4: Entendre com la velocitat del motor, el parell i la potència afecten el rendiment general

En un article recent a la revista Hot Rod, finalment es va resoldre un dels majors misteris de rendiment del motor tornant als fonaments bàsics de com es compta realment la potència. La majoria de la gent pensa que els dinamòmetres (dinamòmetres de motor) estan dissenyats per mesurar la potència del motor.

Els dinamòmetres en realitat no mesuren la potència, mesuren el parell. Aquesta qualificació de parell es multiplica per les RPM a les quals es mesura i després es divideix per 5,252 per obtenir la qualificació de potència.

Durant més de 50 anys, els dinamòmetres utilitzats per mesurar el parell i les RPM del motor simplement no podien manejar les grans quantitats de potència produïdes per aquests motors. De fet, un cilindre d'aquestes 500 polzades cúbiques de nitrometà d'Hemis produeix aproximadament 800 lliures d'empenta a través d'un sol tub d'escapament.

Tots els motors, ja siguin de combustió interna o elèctrics, funcionen a diferents velocitats. En la seva major part, com més ràpid un motor completa la seva carrera o cicle de potència, més potència produeix. Quan es tracta d'un motor de combustió interna, hi ha tres elements que afecten el seu rendiment global: velocitat, parell i potència.

La velocitat ve determinada per la rapidesa amb què el motor fa el seu treball. Quan apliquem la velocitat del motor a un nombre o unitat de mesura, mesurem la velocitat del motor en revolucions per minut o RPM. El "treball" realitzat pel motor és la força aplicada al llarg de la distància que es mesura. El parell es defineix com un tipus especial de treball que produeix rotació. Això passa quan s'aplica una força al radi (o, per a un motor de combustió interna, al volant) i normalment es mesura en lliures-peu.

La potència és la velocitat a la qual es fa el treball. Antigament, si calia moure objectes, la gent solia fer-ho amb un cavall. S'ha estimat que un cavall podria moure's a aproximadament 33,000 peus per minut. D'aquí ve el terme "cavalls de força". A diferència de la velocitat i el parell, la potència es pot mesurar en diverses unitats, entre elles: 1 CV. = 746 W, 1 CV = 2,545 BTU i 1 HP = 1,055 joules.

Aquests tres elements treballen conjuntament per produir potència del motor. Com que el parell es manté constant, la velocitat i la potència romanen proporcionals. Tanmateix, a mesura que augmenta la velocitat del motor, la potència també augmenta per mantenir un parell constant. Tanmateix, moltes persones estan confoses sobre com afecten el parell i la potència a la velocitat del motor. En poques paraules, a mesura que augmenten el parell i la potència, la velocitat del motor també augmenta. També és cert el contrari: quan el parell i la potència disminueixen, la velocitat del motor també disminueix.

Part 2 de 4: com estan dissenyats els motors per a un parell màxim

Un modern motor de combustió interna es pot modificar per augmentar la potència o el parell canviant la mida o la longitud de la biela i augmentant el forat o el diàmetre del cilindre. Sovint s'anomena relació entre el diàmetre i la carrera.

El parell es mesura en Newton metres. En termes simples, això significa que el parell es mesura en un moviment circular de 360 ​​graus. El nostre exemple utilitza dos motors idèntics amb el mateix diàmetre (o diàmetre del cilindre de combustió). Tanmateix, un dels dos motors té una "corsa" més llarga (o profunditat del cilindre creada per la biela més llarga). Un motor de carrera més llarga té un moviment més lineal a mesura que gira a través de la cambra de combustió i té més palanca per realitzar la mateixa tasca.

El parell es mesura en lliures-peu, o quanta "força de torsió" s'aplica per dur a terme una tasca. Per exemple, imagineu que esteu intentant afluixar un cargol rovellat. Suposem que teniu dues claus per a canonades diferents, una de 2 peus de llarg i una altra d'1 peu de llarg. Suposant que apliqueu la mateixa força (50 lliures de pressió en aquest cas), en realitat esteu aplicant 100 peus-lb de parell per a una clau anglesa de dos peus (50 x 2) i només 50 lliures. torque (1 x 50) amb una clau anglesa d'una sola cama. Quina clau us ajudarà a desenroscar un cargol més fàcilment? La resposta és senzilla: la que té més parell.

Els enginyers estan desenvolupant un motor que proporciona una relació de parell a cavall de potència més alta per als vehicles que necessiten un "punch" addicional per accelerar o pujar. Normalment, veureu xifres de parell més altes per als vehicles pesats utilitzats per a remolcs o per als motors d'alt rendiment on l'acceleració és crítica (com l'exemple anterior del motor de combustible superior NHRA).

És per això que els fabricants d'automòbils sovint destaquen el potencial dels motors d'alt parell en els anuncis de camions. El parell motor també es pot augmentar canviant el temps d'encesa, ajustant la barreja aire/combustible i fins i tot augmentant la sortida del parell en determinats escenaris.

Part 3 de 4: Comprensió d'altres variables que afecten la qualificació global del parell motor

Quan es tracta de mesurar el parell, hi ha tres variables úniques a tenir en compte en un motor de combustió interna:

Potència generada a una rpm donada: és la potència màxima produïda per un motor a una rpm determinada. A mesura que el motor accelera, desenvolupa una corba de RPM o cavalls de potència. A mesura que augmenta la velocitat del motor, la potència també augmenta fins a arribar al seu nivell màxim.

Distància: és la longitud de la carrera de la biela: com més llarga és la carrera, més parell es produeix, com hem explicat anteriorment.

Constant de parell: aquest és un nombre matemàtic que s'assigna a tots els motors, 5252 o la RPM constant a la qual s'equilibren la potència i el parell. El número 5252 es va derivar de l'observació que un cavall de potència equival a 150 lliures viatjant 220 peus en un minut. Per expressar-ho en peus i lliures de parell, James Watt va introduir una fórmula matemàtica que va inventar la primera màquina de vapor.

La fórmula té aquest aspecte:

Suposant que s'apliquen 150 lliures de força a un peu de radi (o al cercle que hi ha dins del cilindre d'un motor de combustió interna, per exemple), haureu de convertir-ho en peus de parell.

220 cfm s'han d'extrapolar a rpm. Per fer-ho, multipliqueu dos nombres Pi (o 3.141593), que equival a 6.283186 peus. Agafeu 220 peus i dividiu-lo per 6.28 i obtenim 35.014 rpm per revolució.

Agafeu 150 peus i multipliqueu per 35.014 i obtindreu 5252.1, la nostra constant que compta a l'hora de mesurar els peus-lliures de parell.

Part 4 de 4: Com calcular el parell del cotxe

La fórmula per determinar el parell és: Parell = Potència del motor x 5252, que després es divideix per RPM.

El problema del parell, però, és que es mesura en dos llocs diferents: directament des del motor i fins a les rodes motrius. Altres components mecànics que poden augmentar o disminuir la qualificació de parell a les rodes inclouen: la mida del volant, les relacions de transmissió, les relacions de l'eix motriu i la circumferència del pneumàtic/roda.

Per calcular el parell de la roda, tots aquests elements s'han de tenir en compte en una equació que es deixi al programa informàtic inclòs al banc de prova. Amb aquest tipus d'equipaments, el vehicle es col·loca sobre un bastidor i les rodes motrius es col·loquen al costat d'una fila de rodets. El motor està connectat a un ordinador que llegeix la velocitat del motor, la corba de consum de combustible i les relacions de transmissió. Aquests números es tenen en compte en la velocitat de la roda, l'acceleració i les RPM a mesura que el vehicle es condueix al banc durant el període de temps desitjat.

El càlcul del parell motor és molt més fàcil de determinar. Seguint la fórmula anterior, queda clar com el parell del motor és proporcional a la potència i RPM del motor, tal com s'explica a la primera secció. Amb aquesta fórmula, podeu determinar el parell i la potència nominals en cada punt de la corba RPM. Per calcular el parell, heu de tenir les dades de potència del motor proporcionades pel fabricant del motor.

Calculadora de parell

Algunes persones utilitzen una calculadora en línia que ofereix MeasureSpeed.com, que requereix que introduïu la potència màxima del motor (proporcionada pel fabricant o emplenada durant un test professional) i les RPM desitjades.

Si observeu que el vostre motor té problemes per accelerar i no fa la potència que creieu que hauria de fer, feu que un dels mecànics certificats d'AvtoTachki realitzi una inspecció per determinar l'origen del problema.