La diferència entre el parell i la potència ...

La diferència entre el parell i la potència és una pregunta que es fan molts curiosos. I això és comprensible, ja que aquestes dues dades es troben entre les més estudiades a les fitxes tècniques dels nostres cotxes. Així que seria interessant detenir-s'hi, encara que no sigui necessàriament el més obvi...

En primer lloc, aclarim que la parella s’expressa Newton. Metre i força en Cavalls de força (quan parlem d'una màquina, perquè la ciència i les matemàtiques fan servir Watt)

És realment una diferència?

De fet, no serà fàcil separar aquestes dues variables, ja que estan relacionades entre si. És com preguntar quina diferència hi ha entre el pa i la farina. No té gaire sentit, perquè la farina forma part del pa. Seria millor comparar els ingredients entre si (per exemple, aigua vs farina en un pessic) que comparar un ingredient amb un producte acabat.

Intentem explicar tot això, però al mateix temps deixeu clar que qualsevol ajuda de la vostra part (mitjançant els comentaris al final de la pàgina) serà benvinguda. Com més diferents maneres hi hagi d'explicar-ho, més usuaris d'Internet entendran la connexió entre aquests dos conceptes.

La potència és el resultat de l'aparellament (redacció una mica pesada, ho sé bé...) velocitat de rotació.

Matemàticament, això dóna el següent:

( π X Torque en Nm X Mode) / 1000/30 = Potència en kW (que es tradueix en cavalls de potència si després volem tenir un "concepte més automotriu").

Aquí comencem a entendre que comparar-los és gairebé una tonteria.

Estudiar la corba parell / potència

No hi ha res millor que un motor elèctric per entendre completament la relació entre parell i potència, o més aviat com hi ha una relació entre parell i velocitat.

Vegeu com de lògica és la corba de parell d'un motor elèctric, que és molt més fàcil d'entendre que la corba d'un motor tèrmic. Aquí veiem que proporcionem un parell constant i màxim al començament de la revolució, la qual cosa augmenta la corba de potència. Lògicament, com més força posi a un eix que gira, més ràpid girarà (i, per tant, més potència). D'altra banda, a mesura que disminueix el parell (quan prem cada cop menys sobre l'eix giratori, seguint pressionant de totes maneres), la corba de potència comença a disminuir (tot i que la velocitat de rotació continua disminuint). Augmentar). Essencialment, el parell és la "força d'acceleració" i la potència és la suma que combina aquesta força i la velocitat de rotació de la part mòbil (velocitat angular).

La parella té èxit en tot això?

Algunes persones només comparen els motors pel seu parell o gairebé. De fet, això és un engany ...

Per exemple, si comparo un motor de gasolina que desenvolupa 350 Nm a 6000 rpm amb un motor dièsel que desenvolupa 400 Nm a 3000 rpm, podríem pensar que és el dièsel el que tindrà més força d'acceleració. Bé, no, però tornarem al principi, el més important és el poder! Només s'ha d'utilitzar la potència per comparar motors (idealment amb corbes... Perquè la potència màxima alta no ho és tot!).

De fet, tot i que el parell només indica el parell màxim, la potència inclou el parell i la velocitat del motor, de manera que disposem de tota la informació (només el parell és només una indicació parcial).

Si tornem al nostre exemple, podem dir que el gasoil pot estar orgullós, donant 400 Nm a 3000 rpm. Però no oblideu que a 6000 rpm definitivament no serà capaç de produir més de 100 Nm (saltem el fet que el petroli no pot arribar a les 6000 tones), mentre que la gasolina encara pot produir 350 Nm a aquesta velocitat. En aquest exemple, comparem un motor dièsel de 200 CV. amb motor de gasolina de 400 CV (figures derivades dels parells especificats), de simple a doble.

Sempre recordem que com més ràpid gira (o avança) un objecte, més difícil és que fins i tot agafi velocitat. Per tant, un motor que desenvolupa un parell significatiu a altes rpm demostra que té encara més potència i recursos.

Explicació per exemple

Vaig tenir una petita idea per intentar esbrinar-ho tot, esperant que no fos tan dolent. Alguna vegada has intentat aturar un motor elèctric de poca potència amb els dits (ventilador petit, motor elèctric del kit Mecano quan eres petit, etc.).

Pot girar ràpidament (diguem 240 rpm o 4 revolucions per segon), el podem aturar fàcilment sense malmetre-lo gaire (fota una mica si hi ha pales d'hèlix). Això es deu al fet que el seu parell no és molt important i, per tant, la seva potència (això s'aplica a petits motors elèctrics per a joguines i altres accessoris petits).

D’altra banda, si a la mateixa velocitat (240 rpm) no puc aturar-lo, vol dir que el seu parell serà més gran, cosa que també conduirà a una potència final més gran (tots dos estan relacionats matemàticament, és com els vasos comunicants). Però la velocitat va continuar sent la mateixa. Per tant, en augmentar el parell del motor, augmento la seva potència, perquè aproximadament

Parella

X

Velocitat de rotació

= Potència... (una fórmula arbitràriament simplificada per ajudar a entendre: Pi i algunes de les variables visibles a la fórmula superior s'han eliminat)

Per tant, per la mateixa potència donada (per exemple, 5W, però a qui li importa) puc obtenir:

• Un motor que gira lentament (per exemple, 1 revolució per segon) amb un parell elevat que serà una mica més difícil d'aturar amb els dits (no funciona ràpid, però el seu parell elevat li dóna una força important)
• O un motor que funciona a 4 rpm però amb menys parell. Aquí, el parell inferior es compensa amb la velocitat més alta, la qual cosa li dóna més inèrcia. Però aturar-se amb els dits serà més fàcil malgrat la velocitat més alta.

Al cap i a la fi, dos motors tenen la mateixa potència, però no funcionen igual (la potència ve de diferents maneres, però l'exemple no és gaire representatiu, ja que es limita a una velocitat determinada. En un cotxe, la velocitat canvia constantment, la qual cosa dóna lloc al famós moment de les corbes de potència i parell). Un gira lentament i l’altre gira ràpidament ... Aquesta és una petita diferència entre el gasoil i la gasolina.

I és per això que els camions funcionen amb gasoil, perquè el gasoil té un parell elevat, en detriment de la seva velocitat de rotació (la velocitat màxima del motor és molt inferior). Efectivament, cal poder avançar, malgrat un remolc molt pesat, sense haver de renyar el motor, com passa amb la gasolina (cal pujar a les torres i jugar amb l'embragatge com un boig). El dièsel transmet el parell màxim a baixes revolucions, cosa que facilita el remolc i permet enlairar-se des d'un vehicle parat.

Relació entre potència, parell i velocitat del motor

Aquí teniu les aportacions tècniques que un usuari ha compartit a la secció de comentaris. Em sembla raonable inserir-lo directament a l'article.

Per no complicar el problema amb les magnituds físiques:

La potència és el producte del parell al cigonyal i la velocitat del cigonyal en radians/s.

(recordeu que per 2 revolucions del cigonyal a 6.28 ° hi ha 1 * pi radians = 360 radians.

Doncs P = M * W

P -> potència en [W]

M -> parell en [Nm] (Newton metre)

W (omega) - velocitat angular en radians/s W = 2 * Pi * F

Amb Pi = 3.14159 i F = velocitat del cigonyal en t/s.

Exemple pràctic

Parell motor M: 210 Nm

Velocitat del motor: 3000 rpm -> freqüència = 3000/60 = 50 rpm

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 radians / s

Au final: P = M * W = 210 Nm * 314 rad/s = 65940 W = 65,94 kW

Conversió a CV (cavalls de força) 1 CV = 736 W

En CV obtenim 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Recordem que 1 cavall de força és la potència mitjana d'un cavall que corre contínuament sense aturar-se (en mecànica, això s'anomena potència nominal).

Per tant, quan parlem d’un cotxe de 150 CV, cal augmentar la velocitat del motor fins a 6000 rpm amb un parell motor limitat o fins i tot lleugerament reduït a 175 Nm.

Gràcies a la caixa de canvis, que és un convertidor de parell, i al diferencial, tenim un augment de parell d’unes 5 vegades.

Per exemple, en 1a marxa, el parell del motor al cigonyal de 210 Nm donarà 210 Nm * 5 = 1050 Nm a la vora d'una roda de radi de 30 cm, això donarà una força de tracció de 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

En física F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = acceleració de la Terra 9.81 m / s2 1G)

Així, 1 N correspon a 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg de força.

3500 N * 0.102 = 357 kg de força que empeny el cotxe per un fort pendent.

Espero que aquestes poques explicacions enforteixin el vostre coneixement dels conceptes de potència i parell mecànic.