Der Unterschied zwischen Drehmoment und Leistung ...

Der Unterschied zwischen Drehmoment und Leistung ist eine Frage, die viele Neugierige stellen. Und das ist verständlich, da diese beiden Daten zu den am meisten untersuchten in den technischen Datenblättern unserer Autos gehören. Es wäre also interessant, darauf einzugehen, auch wenn es nicht unbedingt das offensichtlichste sein wird ...

Lassen Sie uns zunächst klarstellen, dass sich das Paar in . ausdrückt Newton. Meter und Kraft in Pferdestärken (wenn wir von einer Maschine sprechen, denn Wissenschaft und Mathematik verwenden Watt)

Ist es wirklich ein Unterschied?

Tatsächlich wird es nicht einfach sein, diese beiden Variablen zu trennen, da sie miteinander in Beziehung stehen. Es ist, als würde man fragen, was der Unterschied zwischen Brot und Mehl ist. Es macht nicht viel Sinn, weil Mehl ein Teil des Brotes ist. Es wäre besser, Zutaten miteinander zu vergleichen (z. B. Wasser vs. Mehl zur Not) als eine Zutat mit einem fertigen Produkt zu vergleichen.

Lassen Sie uns versuchen, all dies zu erklären, aber gleichzeitig klarstellen, dass jede Hilfe von Ihrer Seite (durch die Kommentare am Ende der Seite) willkommen ist. Je mehr unterschiedliche Erklärungsmöglichkeiten es gibt, desto besser werden Internetnutzer den Zusammenhang zwischen diesen beiden Konzepten verstehen.

Leistung ist das Ergebnis der Paarung (etwas schwere Formulierung, ich weiß gut ...) Drehzahl.

Mathematisch ergibt sich daraus:

( π X Drehmoment in Nm X Modus) / 1000/30 = Leistung in kW (was in PS übersetzt wird, wenn wir später ein "automobileres Konzept" haben wollen).

Hier beginnen wir zu verstehen, dass ein Vergleich fast Unsinn ist.

Studium der Drehmoment- / Leistungskurve

Es gibt nichts Besseres als einen Elektromotor, um die Beziehung zwischen Drehmoment und Leistung, oder besser gesagt, wie es zwischen Drehmoment und Drehzahl besteht, vollständig zu verstehen.

Sehen Sie, wie logisch die Drehmomentkurve eines Elektromotors ist, die viel einfacher zu verstehen ist als die Kurve einer Wärmekraftmaschine. Hier sehen wir, dass wir zu Beginn der Umdrehung ein konstantes und maximales Drehmoment liefern, was die Leistungskurve erhöht. Je mehr Kraft ich auf eine sich drehende Achse ausübe, desto schneller dreht sie sich logischerweise (und daher mehr Leistung). Andererseits beginnt mit abnehmendem Drehmoment (wenn ich immer weniger auf die Drehachse drücke und trotzdem weiter drücke) die Leistungskurve abzunehmen (obwohl die Drehzahl weiter abnimmt). Zunahme). Im Wesentlichen ist Drehmoment die "Beschleunigungskraft" und Leistung ist die Summe, die diese Kraft und die Rotationsgeschwindigkeit des beweglichen Teils (Winkelgeschwindigkeit) kombiniert.

Gelingt dem Paar das alles?

Manche Leute vergleichen Motoren nur nach ihrem Drehmoment oder fast. Tatsächlich ist das eine Täuschung...

Wenn ich zum Beispiel einen Benziner, der 350 Nm bei 6000 U/min entwickelt, mit einem Dieselmotor vergleiche, der 400 Nm bei 3000 U/min entwickelt, könnten wir denken, dass der Diesel die größte Beschleunigungskraft hat. Naja, nein, aber wir kehren zum Start zurück, Hauptsache Power! Zum Vergleich von Motoren sollte nur die Leistung herangezogen werden (am besten mit Kurven … Denn hohe Spitzenleistung ist nicht alles!).

Während das Drehmoment nur das maximale Drehmoment angibt, umfasst die Leistung das Drehmoment und die Motordrehzahl, sodass wir alle Informationen haben (nur das Drehmoment ist nur eine teilweise Angabe).

Wenn wir auf unser Beispiel zurückkommen, dann können wir sagen, dass der Diesel stolz sein kann, er liefert 400 Nm bei 3000 U/min. Aber vergessen Sie nicht, dass es bei 6000 U / min definitiv nicht mehr als 100 Nm liefern kann (das Öl kann nicht 6000 Tonnen erreichen), während Benzin bei dieser Geschwindigkeit immer noch 350 Nm liefern kann. In diesem Beispiel vergleichen wir einen 200 PS starken Dieselmotor. mit Benzinmotor 400 PS (Zahlen abgeleitet von den angegebenen Drehmomenten), von einfach bis doppelt.

Wir erinnern uns immer daran, dass je schneller sich ein Objekt dreht (oder sich vorwärts bewegt), desto schwieriger ist es, es sogar dazu zu bringen, Geschwindigkeit aufzunehmen. Ein Motor, der bei hohen Drehzahlen ein beachtliches Drehmoment entwickelt, zeigt also, dass er noch mehr Leistung und Ressourcen hat!

Erklärung am Beispiel

Ich hatte eine kleine Idee, um alles herauszufinden, in der Hoffnung, dass es nicht so schlimm war. Haben Sie schon einmal versucht, einen Elektromotor mit geringer Leistung mit den Fingern zu stoppen (kleiner Lüfter, Elektromotor im Mecano-Kit, als Sie klein waren usw.).

Es kann sich schnell drehen (sagen wir 240 U/min oder 4 Umdrehungen pro Sekunde), wir können es leicht stoppen, ohne es zu beschädigen (es peitscht ein wenig, wenn Propellerblätter vorhanden sind). Dies liegt daran, dass sein Drehmoment und damit seine Wattzahl nicht sehr wichtig sind (dies gilt für kleine Elektromotoren für Spielzeug und anderes kleines Zubehör).

Auf der anderen Seite, wenn ich es bei der gleichen Geschwindigkeit (240 U / min) nicht stoppen kann, bedeutet dies, dass sein Drehmoment größer wird, was auch zu mehr Endleistung führt (beide sind mathematisch verwandt, es ist wie bei kommunizierenden Schiffen). Aber die Geschwindigkeit blieb gleich. Durch Erhöhen des Motordrehmoments erhöhe ich also seine Leistung, denn ungefähr

Paar

X

Geschwindigkeit der Rotation

= Macht... (eine willkürlich vereinfachte Formel zum besseren Verständnis: Pi und einige der Variablen, die in der oberen Formel sichtbar sind, wurden entfernt)

Für die gleiche gegebene Leistung (sagen wir 5 W, aber wen interessiert das) kann ich entweder:

• Ein Motor, der sich langsam dreht (z. B. 1 Umdrehung pro Sekunde) mit hohem Drehmoment, der mit den Fingern etwas schwieriger zu stoppen ist (er läuft nicht schnell, aber sein hohes Drehmoment verleiht ihm eine erhebliche Stärke)
• Oder ein Motor mit 4 U/min, aber mit weniger Drehmoment. Hier wird das geringere Drehmoment durch die höhere Drehzahl kompensiert, was ihm mehr Trägheit verleiht. Aber das Anhalten mit den Fingern wird trotz der höheren Geschwindigkeit einfacher.

Schließlich haben zwei Motoren die gleiche Leistung, aber sie arbeiten nicht gleich (Leistung kommt auf unterschiedliche Weise, aber das Beispiel ist dafür nicht sehr repräsentativ, da es auf eine bestimmte Geschwindigkeit begrenzt ist. In einem Auto ist die Geschwindigkeit ändert sich ständig, was zu dem berühmten Moment der Leistungs- und Drehmomentkurven führt). Einer dreht langsam und der andere schnell ... Das ist ein kleiner Unterschied zwischen Diesel und Benzin.

Und deshalb fahren Lkw mit Dieselkraftstoff, weil Diesel ein hohes Drehmoment hat, zu Lasten der Drehzahl (die maximale Motordrehzahl ist viel niedriger). Tatsächlich ist es notwendig, sich trotz eines sehr schweren Anhängers vorwärts bewegen zu können, ohne den Motor zu schimpfen, wie es beim Benziner der Fall ist (man müsste die Türme erklimmen und wie verrückt mit der Kupplung spielen). Der Diesel überträgt das maximale Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, was das Abschleppen erleichtert und das Abheben aus einem stehenden Fahrzeug ermöglicht.

Zusammenhang zwischen Leistung, Drehmoment und Motordrehzahl

Hier ist der technische Input, den ein Benutzer im Kommentarbereich geteilt hat. Es erscheint mir sinnvoll, es direkt in den Artikel einzufügen.

Um das Problem mit physikalischen Größen nicht zu verkomplizieren:

Die Leistung ist das Produkt aus dem Drehmoment an der Kurbelwelle und der Kurbelwellendrehzahl in Radian/s.

(Denken Sie daran, dass für 2 Umdrehungen der Kurbelwelle bei 6.28 ° 1 * Pi-Radiant = 360 Radiant ist.

Also P = M * W

P -> Leistung in [W]

M -> Drehmoment in [Nm] (Newtonmeter)

W (Omega) - Winkelgeschwindigkeit im Bogenmaß / Sek. W = 2 * Pi * F

Mit Pi = 3.14159 und F = Kurbelwellendrehzahl in t/s.

Praxisbeispiel

Motordrehmoment M: 210 Nm

Motordrehzahl: 3000 U/min -> Frequenz = 3000/60 = 50 U/min

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

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

Umrüstung auf CV (PS) 1 PS = 736 W

In CV erhalten wir 65940 W / 736 W = 89.6 CV.

(Denken Sie daran, dass 1 PS die durchschnittliche Leistung eines Pferdes ist, das kontinuierlich läuft, ohne anzuhalten (in der Mechanik wird dies als Nennleistung bezeichnet).

Wenn wir also von einem 150-PS-Auto sprechen, ist es notwendig, die Motordrehzahl auf 6000 U/min mit einem begrenzten oder sogar leicht reduzierten Drehmoment auf 175 Nm zu erhöhen.

Dank des Getriebes, das ein Drehmomentwandler ist, und des Differentials haben wir eine Drehmomentsteigerung um das 5-fache.

Zum Beispiel im 1. Gang ergibt das Motordrehmoment an der Kurbelwelle von 210 Nm 210 Nm * 5 = 1050 Nm an der Felge eines 30 cm Speichenrades ergibt dies eine Zugkraft von 1050 Nm / 0.3 m = 3500 Nm .

In der Physik F = m * a = 1 kg * 9.81 m / s2 = 9.81 N (a = Erdbeschleunigung 9.81 m / s2 1G)

Somit entspricht 1 N 1 kg / 9.81 m / s2 = 0.102 kg Kraft.

3500 N * 0.102 = 357 kg Kraft, die das Auto einen steilen Hang hinaufdrückt.

Ich hoffe, diese wenigen Erklärungen stärken Ihr Wissen über die Konzepte von Leistung und mechanischem Drehmoment.