Загрузка...Скорость вращения колеса автомобиля
Калькулятор оборотов агрегатов / скорости автомобиля.
Расчет скорости автомобиля по оборотам и передаточным числам.
Как пользоваться калькулятором.
Ввести в формы ввода :
– обороты двигателя ;
– передаточное число top / верхней передачи механической / автоматической коробки передач ;
– передаточное число моста ;
– радиус колеса, в мм ;
– при указании единиц, вместо запятой ставить точку (требование JavaScript) .
– нажать кнопку Расчет .
Входные данные желательно использовать с информационных / идентификационных табличек автомобиля / агрегатов ; или, из заводских таблиц производителей и сверить на соответствие параметризации / программирования параметров в блоке управления . В случае сомнения, при использовании компонентов с неустановленными характеристиками / утерянными маркировочными табличками – значение Ratio должны быть проверены / вычислены вручную, так как они являются критическими параметрами .
Как вычислить передаточное отношение редуктора моста автомобиля.
Пример расчета передаточного отношения моста / Axle Ratio .
* Примечание : установить противо / откатные упоры под колеса
– поднять домкратом одно колесо моста
– выключить блокировку, снять с ручного / стояночного тормоза
– вращать и считать обороты вращения .
Калькулятор оборотов по передаточным числам.
Калькулятор оборотов : двигателя / трансмиссии / колеса / скорости – какие параметры высчитываются ? . Калькулятор вычисляет длину окружности колеса, значение оборотов на километр (используемое при параметризации электронного блока управления), и текущую скорость автомобиля (для заданных параметров) . Выходные обороты агрегатов на основании передаточных отношений – будут рассчитаны последовательно и выведены в таблице / сверху . Промежуточные результаты вычислений заполняются в нижних строках таблицы .
Анализ расчетов данных позволяет определить нарушения текущей конфигурации автомобиля, а подбор значений дает возможность просчитать новую конфигурацию, которая должна быть взаимно / согласованная, что обязательно скажется на правильных соотношениях крутящего момента, мощности, точек переключения коробки передач и экономичности автомобиля / грузовика, неразрывно связанных с уменьшением расхода топлива .
Преобразование мощности крутящего момента в мощность силы ускорения / скорости в этом калькуляторе не учитывается, так как серьезные отклонения от заводской конфигурации требуют полного пересмотра характеристик всех используемых агрегатов в зависимости от назначения и вида исполняемых работ, определяющих нагрузку на транспортное средство, что не может быть подсчитано в простом калькуляторе . Однако, правильное согласование параметров программирования ЭБУ, при незначительных, но допустимых отклонениях – позволит компонентам работать в согласованном режиме взаимодействия (легко катиться автомобилю) :
– обеспечит правильные показания спидометра / километража пробега ;
– соответствующее значение стрелки тахометра в зеленой / экономичной зоне движения ;
– правильный учет расхода топлива ;
– правильное согласование затребованной / и желаемой мощности ;
что, в конечном счете – приведет к общему улучшению рабочих / эксплуатационных характеристик транспортного средства, сокращению неоправданного износа и перерасхода ГСМ, предотвращение внеочередного / внепланового ремонта и улучшение отношения (к нему) исполнителей и работодателей / владельцев автотранспорта .
Смотрите как большие колеса изменяют мощность автомобиля
Вот почему чем больше размер колес, тем меньше мощность автомобиля.
Большие красивые внедорожные шины являются ключевым компонентом для любого внедорожника, поскольку увеличенный размер колес добавляет автомобилю дорожный просвет и тягу. Кроме того большие колеса выглядят потрясающе. Но знаете ли вы, что колеса большого размера будут стоить вам некоторой потери мощности ? Вот подробнее об этой теме.
Посмотрите тест Subaru на стенде по замеру мощности автомобиля. Авторы этого ролика решили узнать, как большие колеса влияют на мощность Subaru CrossTrek.
Как следует из объяснений автора ролика, испытуемый автомобиль поставлялся с завода с всесезонными шинами Yokohama Geolander R17 225 / 60. Затем перед тестом на стенде на Subaru CrossTrek установили внедорожную резину BF Goodrich R15 235 / 75.
Новые колеса, безусловно, добавили автомобилю дорожный просвет и внедорожную тягу. Так, по диаметру 15-дюймовые колеса с резиной 235 / 75 стали примерно на дюйм больше штатных колес Yokohama Geolander R17.
Также внедорожные колеса придали автомобилю дополнительный вес. Судя по описанию к ролику, внедорожные 15-дюймовые колеса добавили Subrau 11,6 фунтов (5,26 кг) неподрессоренной массы. То есть, по сути, вес машины увеличился более чем на 5 кг.
Итак, давайте перейдем к результатам замеров на динамометрическом стенде Subaru CrossTrek 2018 года выпуска. Изначально мощность автомобиля должна быть 152 л. с. с максимальным крутящим моментом 145 фунт-фут (197 Нм). В день, когда снимали это видео, на динамометрическом стенде Subaru со штатными колесами показала максимальную мощность 141 л. с. с максимальным крутящим моментом 131 фунт-фут (178 Нм).
Но на динамометрическом стенде замер мощности на колесах на самом деле не соответствует реальным показателям. Дело в том, что из-за паразитных потерь между двигателем и дорогой в реальных условиях мощность автомобиля на колесах будет еще меньше.
Что касаемо внедорожных 15-дюймовых колес, то, установив их на машину и испытав ее на стенде, специалисты выяснили, как внедорожная резина большего размера влияет на технические характеристики Subaru. Так, результаты теста показали, что Subaru CrossTrek на 15-дюймовых дисках с резиной BF Goodrich R15 235 / 75 выдает мощность только 127 л. с. с максимальным крутящим моментом 122 фунт-фут (165 Нм).
Что же случилось? Почему колеса с меньшим диаметром диска, но с большим размером шин так повлияли на автомобиль? Почему так сильно упала мощность и крутящий момент Subaru?
Все дело во вращательной инерции, которая колеблется в массе колеса. Ведь согласно законам физики чем быстрее объект вращается, тем быстрее уменьшается его вращательная масса. Так, внедорожные колеса тяжелее и на 1 дюйм по внешнему диаметру больше, соответственно, уменьшается инерция вращения, что, конечно, влияет в итоге на массу колес. Следовательно, более тяжелые колеса неизбежно приводят к потере мощности.
Кстати, известный видеоблогер Джейсон Фенске еще в 2013 году объяснил это с научной точки зрения, подробно рассказав, как размер колес влияет на мощность и максимальный крутящий момент. Вот его ролик:
Как объясняет Фенске, ключевым моментом в том, почему при увеличении диаметра колеса (даже, если вы уменьшите колесный диск, поставив внедорожную резину с большим мясом, вы, скорее всего, увеличите внешний диметр колеса) играет уменьшение усилия между шиной и дорожной поверхностью, и следовательно это приводит к более медленному ускорению автомобиля. Причем подобное происходит без учета веса, например когда установка внедорожной резины и новых колесных дисков не увеличила вес автомобиля (хотя в большинстве случаев при установке внедорожных колес вес автомобиля, как правило, вырастает). Но в нашем примере Subaru стала тяжелее более чем на 5 кг. Соответственно, вес еще дополнительно влияет на потерю динамических характеристик автомобиля.
Вы посмотрите, судя по замерам на динамометрическом стенде, Subaru CrossTrek потеряла 14 л. с. и максимальный крутящий момент 9 фунт-фут (12,2 Нм), а также потяжелела более чем на 5 кг. И это лишь из-за увеличения внешнего диаметра колес всего на 1 дюйм.
Правда, этот тест не доказывает, что подобная замена штатной резины на внедорожную обязательно приведет к таким же результатам.
Тем не менее, скорее всего, установка на любой автомобиль вместо заводских покрышек для города внедорожных шин неизбежно приведет к потере мощности автомобиля.
Причем заметьте, что речь шла о всесезонных шинах. А сколько автомобиль потеряет мощности, если вместо обычных городских штатных 17-дюймовых шин поставить на Subaru зимнюю внедорожную резину тех же размеров и того же диаметра? Знаете, подобной информации пока нет в Интернете. Просто никто еще не провел измерений на стенде, чтобы ответить на этот вопрос. Но, судя по весу зимней резины для Subaru CrossTrek, можно себе представить, насколько упадет мощность и крутящий момент автомобиля, после того как машина станет тяжелее примерно на 20 кг (за счет увеличения неподрессоренной массы). И это мы еще не говорим о расходе топлива. Ведь мы все знаем, что чем больше вес автомобиля, тем больше расход топлива.
Так что если вы хотите оснастить свой автомобиль большими колесами, то должны знать, что он неизбежно потеряет мощность и силу. Если же вы хотите, чтобы машина на больших колесах не потеряла динамические характеристики, то вам тогда нужно модифицировать свой автомобиль, улучшая коробку передач, двигатель или привод.
CARInfo
Материалы
Друзья
Вход на сайт
Cкорость автомобиля и частота вращения вала двигателя
При движении автомобиля всегда существует определенная зависимость между частотой вращения вала двигателя и колес (скоростью движения автомобиля). При увеличении частоты вращения вала двигателя происходит и соответствующее увеличение скорости движения автомобиля. С какой скоростью двигается автомобиль при 2000 об/мин и при 4500 об/мин? До какой максимальной скорости можно разогнаться на второй передаче? На какой скорости оптимально переключать передачи на автомобиле без тахометра? На эти и многие другие вопросы можно получить ответы с помощью данного расчета.
Для этого необходимо поделить частоту вращения вала двигателя на передаточное число текущей передачи. Полученный результат разделить на передаточное число главной передачи – в результате получится частота вращения ведущих колес автомобиля. Через динамический радиус колеса (он учитывает и деформацию колеса под нагрузкой и пробуксовывание ведущего колеса, что бы возникло трение в месте контакта с дорогой) частота вращения колеса переводится в скорость движения автомобиля.
Важно!
Данный расчет не показывает реальную максимальную скорость автомобиля!
Данный расчет справедлив только для автомобилей с механической коробкой передач (как с ручным, так и с автоматизированным /роботизированным/ управлением)!
В гидромеханических трансмиссиях (классический «автомат») жесткая связь между двигателем и колесами обеспечивается только при блокировке гидротрансформатора. Для большинства «автоматов» такое возможно только на 1…2 самых последних передачах при определенных режимах движения. Во всех остальных случаях гидротрансформатор проскальзывает и фактическая скорость движения автомобиля будет меньше расчетной.
Для автомобилей с вариатором данный расчет может применяться только для режимов фиксированных «виртуальных» передач.
Для автомобилей с двойной главной передачей (в частности некоторые комплектации Ford Focus, “преселективные” коробки передач DSG на автомобилях Volkswagen и т.д.) расчет будет доработан позже. Пока что для таких автомобилей предлагаю сделать следующее: умножить передаточное число каждой передачи на передаточное число соответствующей ей главной передачи и внести в поле для коробки передач, а передаточное число главной передачи внести равным 1. В данном случае расчет будет произведен верно.
В приведенной ниже форме для ввода первичных данных для примера указаны данные конкретного автомобиля. Введите вместо них данные своего автомобиля и получите результат 🙂
Вы нашли ответ на свой вопрос? Поддержите проект.
Вы заметили неточность? Вы можете дополнить приведенную здесь информацию?
Оставьте свое сообщение в поле для комментариев внизу этой страницы.
Спасибо. 🙂
Частота вращения: формула
Количество повторений каких-либо событий или их возникновения за одну единицу таймера называется частотой. Это физическая величина измеряется в герцах – Гц (Hz). Она обозначается буквами ν, f, F, и есть отношение количества повторяющихся событий к промежутку времени, в течение которого они произошли.
При обращении предмета вокруг своего центра можно говорить о такой физической величине, как частота вращения, формула:
где:
- N – количество оборотов вокруг оси или по окружности,
- t – время, за которое они были совершены.
В системе СИ обозначается как – с-1 (s-1) и именуется как обороты в секунду (об/с). Применяют и другие единицы вращения. При описании вращения планет вокруг Солнца говорят об оборотах в часах. Юпитер делает одно вращение в 9,92 часа, тогда как Земля и Луна оборачиваются за 24 часа.
Номинальная скорость вращения
Прежде, чем дать определение этому понятию, необходимо определиться, что такое номинальный режим работы какого-либо устройства. Это такой порядок работы устройства, при котором достигаются наибольшая эффективность и надёжность процесса на продолжении длительного времени. Исходя из этого, номинальная скорость вращения – количество оборотов в минуту при работе в номинальном режиме. Время, необходимое для одного оборота, составляет 1/v секунд. Оно называется периодом вращения T. Значит, связь между периодом обращения и частотой имеет вид:
К сведению. Частота вращения вала асинхронного двигателя – 3000 об./мин., это номинальная скорость вращения выходного хвостовика вала при номинальном режиме работы электродвигателя.
Как найти или узнать частоты вращений различных механизмов? Для этого применяется прибор, который называется тахометр.
Угловая скорость
Когда тело движется по окружности, то не все его точки движутся с одинаковой скоростью относительно оси вращения. Если взять лопасти обычного бытового вентилятора, которые вращаются вокруг вала, то точка расположенная ближе к валу имеет скорость вращения больше, чем отмеченная точка на краю лопасти. Это значит, у них разная линейная скорость вращения. В то же время угловая скорость у всех точек одинаковая.
Угловая скорость представляет собой изменение угла в единицу времени, а не расстояния. Обозначается буквой греческого алфавита – ω и имеет единицу измерения радиан в секунду (рад/с). Иными словами, угловая скорость – это вектор, привязанный к оси обращения предмета.
Формула для вычисления отношения между углом поворота и временным интервалом выглядит так:
где:
- ω – угловая скорость (рад./с);
- ∆ϕ – изменение угла отклонения при повороте (рад.);
- ∆t – время, затраченное на отклонение (с).
Обозначение угловой скорости употребляется при изучении законов вращения. Оно употребляется при описании движения всех вращающихся тел.
Угловая скорость в конкретных случаях
На практике редко работают с величинами угловой скорости. Она нужна при конструкторских разработках вращающихся механизмов: редукторов, коробок передач и прочего.
Вычислить её, применяя формулу, можно. Для этого используют связь угловой скорости и частоты вращения.
где:
- π – число, равное 3,14;
- ν – частота вращения, (об./мин.).
В качестве примера могут быть рассмотрены угловая скорость и частота вращения колёсного диска при движении мотоблока. Часто необходимо уменьшить или увеличить скорость механизма. Для этого применяют устройство в виде редуктора, при помощи которого понижают скорость вращения колёс. При максимальной скорости движения 10 км/ч колесо делает около 60 об./мин. После перевода минут в секунды это значение равно 1 об./с. После подстановки данных в формулу получится результат:
ω = 2*π*ν = 2*3,14*1 = 6,28 рад./с.
К сведению. Снижение угловой скорости часто требуется для того, чтобы увеличить крутящий момент или тяговое усилие механизмов.
Как определить угловую скорость
Принцип определения угловой скорости зависит от того, как происходит движение по окружности. Если равномерно, то употребляется формула:
Если нет, то придётся высчитывать значения мгновенной или средней угловой скорости.
Величина, о которой идёт разговор, векторная, и при определении её направления используют правило Максвелла. В просторечии – правило буравчика. Вектор скорости имеет одинаковое направление с поступательным перемещением винта, имеющего правую резьбу.
Рассмотрим на примере, как определить угловую скорость, зная, что угол поворота диска радиусом 0,5 м меняется по закону ϕ = 6*t:
ω = ϕ / t = 6 * t / t = 6 с-1
Вектор ω меняется из-за поворота в пространстве оси вращения и при изменении значения модуля угловой скорости.
Угол поворота и период обращения
Рассмотрим точку А на предмете, вращающимся вокруг своей оси. При обращении за какой-то период времени она изменит своё положение на линии окружности на определённый угол. Это угол поворота. Он измеряется в радианах, потому что за единицу берётся отрезок окружности, равный радиусу. Ещё одна величина измерения угла поворота – градус.
Когда в результате поворота точка А вернётся на своё прежнее место, значит, она совершила полный оборот. Если её движение повторится n-раз, то говорят о некотором количестве оборотов. Исходя из этого, можно рассматривать 1/2, 1/4 оборота и так далее. Яркий практический пример этому – путь, который проделывает фреза при фрезеровании детали, закреплённой в центре шпинделя станка.
Внимание! Угол поворота имеет направление. Оно отрицательное, когда вращение происходит по часовой стрелке и положительное при вращении против движения стрелки.
Если тело равномерно продвигается по окружности, можно говорить о постоянной угловой скорости при перемещении, ω = const.
В этом случае находят применения такие характеристики, как:
- период обращения – T, это время, необходимое для полного оборота точки при круговом движении;
- частота обращения – ν, это полное количество оборотов, которое совершает точка по круговой траектории за единичный временной интервал.
Интересно. По известным данным, Юпитер обращается вокруг Солнца за 12 лет. Когда Земля за это время делает вокруг Солнца почти 12 оборотов. Точное значение периода обращения круглого гиганта – 11,86 земных лет.
Циклическая частота вращения (обращения)
Скалярная величина, измеряющая частоту вращательного движения, называется циклической частотой вращения. Это угловая частота, равная не самому вектору угловой скорости, а его модулю. Ещё её именуют радиальной или круговой частотой.
Циклическая частота вращения – это количество оборотов тела за 2*π секунды.
У электрических двигателей переменного тока это частота асинхронная. У них частота вращения ротора отстаёт от частоты вращения магнитного поля статора. Величина, определяющая это отставание, носит название скольжения – S. В процессе скольжения вал вращается, потому что в роторе возникает электроток. Скольжение допустимо до определённой величины, превышение которой приводит к перегреву асинхронной машины, и её обмотки могут сгореть.
Устройство этого типа двигателей отличается от устройства машин постоянного тока, где токопроводящая рамка вращается в поле постоянных магнитов. Большое количество рамок вместил в себя якорь, множество электромагнитов составили основу статора. В трёхфазных машинах переменного тока всё наоборот.
При работе асинхронного двигателя статор имеет вращающееся магнитное поле. Оно всегда зависит от параметров:
- частоты питающей сети;
- количества пар полюсов.
Скорость вращения ротора состоит в прямом соотношении со скоростью магнитного поля статора. Поле создаётся тремя обмотками, которые расположены под углом 120 градусов относительно друг друга.
Переход от угловой к линейной скорости
Существует различие между линейной скоростью точки и угловой скоростью. При сравнении величин в выражениях, описывающих правила вращения, можно увидеть общее между этими двумя понятиями. Любая точка В, принадлежащая окружности с радиусом R, совершает путь, равный 2*π*R. При этом она делает один оборот. Учитывая, что время, необходимое для этого, есть период Т, модульное значение линейной скорости точки В находится следующим действием:
ν = 2*π*R / Т = 2*π*R* ν.
Так как ω = 2*π*ν, то получается:
Следовательно, линейная скорость точки В тем больше, чем дальше от центра вращения находится точка.
К сведению. Если рассматривать в качестве такой точки города на широте Санкт-Петербурга, их линейная скорость относительно земной оси равна 233 м/с. Для объектов на экваторе – 465 м/с.
Числовое значение вектора ускорения точки В, движущейся равномерно, выражается через R и угловую скорость, таким образом:
а = ν2/ R, подставляя сюда ν = ω* R, получим: а = ν2/ R = ω2* R.
Это значит, чем больше радиус окружности, по которой движется точка В, тем больше значение её ускорения по модулю. Чем дальше расположена точка твердого тела от оси вращения, тем большее ускорение она имеет.
Поэтому можно вычислять ускорения, модули скоростей необходимых точек тел и их положений в любой момент времени.
Понимание и умение пользоваться расчётами и не путаться в определениях помогут на практике вычислениям линейной и угловой скоростей, а также свободно переходить при расчётах от одной величины к другой.
