Effekt og moment

EFFEKT OG MOMENT.

Effekt er arbeid utført med hensyn på tiden. Altså hvor mye jobb blir gjort innenfor en tidsramme.

Tenker vi motor er det naturlig å velge en rotasjonsbevegelse. Man posisjonerer distansen fra senter av sirkelen og ut til sirkelens ytterpunkt. Kraften roterer 360 grader rundt sin egen akse og med en viss hastighet. billedlig sett kan man si at man fester en stav til et punkt. Staven roterer rundt punktet i en sirkel med en varierende hastighet og en varierende kraft.
Distansen staven tilbakelegger hvert minutt representerer hvor mye arbeid som blir utført dersom man kobler denne staven på et maskineri.

Først kan vi se på bevegelsen. En distanse tilbakelagt blir normalt sett på som en rettlinjet bevegelse. Man forflytter seg fra A til B. Denne rette linjen kan man visualisere seg at man lager en sirkelform av. En evig loop.

-Avstanden fra senter av sirkel til sirkelens ytterpunkt kaller vi “x” x har betegnelsen i meter. Denne distansen kombineres med kraften fra motoren og vi får betegnelsen Newtonmeter.
Krafen på ytterpunktet er målt i Newtonmeter . “F” i Newton * “x” i meter og kan skrives Mv.
-Motoren har en roterende bevegelse med antall rotasjoner pr sekund. Rotasjonsfrekvensen får vi ved å dele turtallet på motoren med 60 sekunder.
– Rotasjonsfarten får vi ved å dele antall grader (i radianer) på 60 sekunder. Altså strekning tilbakelagt i en sirkulær bevegelse med hensyn på tiden. Dette kan skrives, n2Π/60sek.
Den greske bokstaven Π (pi) representerer konstanten for en sirkel og har en numerisk verdi på 3,14 og en uendelig rekke av desimaler. “n” er Rotasjonsfrekvens pr minutt.

Ligningen blir da:

Mv*n2π/60 og kan forkortes til “Mv*ω” = P

P er da effekten motoren yter regnet i Watt.

Det å bruke denne ligningen i praksis:

Fig 2

 

Tenk deg en motor i bremsebenk. Denne yter 300 hestekrefter.
Hva betyr egentlig det?

-Dersom turtallet er ukjent trenger vi å vite momentet på det turtallet motoren yter eksakt 300 hestekrefter.
-Dersom momentet er ukjent trenger vi å vite effekten og omdreiningstallet motoren yter denne effekten.
-Dersom effekten er ukjent trenger vi å vite momentet og omdreiningstallet på motoren.

Se på bokstaven “P” som representerer ligningen “Mv*ω”, som er forkortelsen til “Mv*n2π/60” som igjen forkorter “(F*x)*n2π/60”.
Motorens Kraft, omdreiningstall og tid.  “Så mye arbeid utført innenfor en tidsintervall”.

Klikk på fig.2 og se sammenhengen mellom turtall moment og effekt og sett inn tallene i formelen.
Målepunktet 7000rpm: På venstre side av grafen leser vi at motoren yter ca 550Nm ved 7000rpm, samtidig kan vi lese at motoren har ca 540 hk på samme målepunkt.
Med formelen kan man finne eksakt effekt på målepunktet 7000rpm.

Mv = 550Nm, n = 7000 P =”Mv*n2π/(60)”, Setter inn verdier: (550Nm*7000rpm*2π)/60sekunder = 403171 Watt.
Siden vi snakker om hestekrefter kan vi konvertere dette ved å dele på konstanten, k = 745,7 watt.

Da får vi, Mv*n2π/(60*k) =  (550Nm*7000rpm*2π)/(745,7 * 60sekunder)
= 403171/745,7 = 540,6612Hk. To streker under svaret.


Hva betyr dette?

Dette forteller oss at når vi snakker om moment, effekt og turtall på en motor så er det effekten som beskriver hvor mye arbeid som blir gjort.
Dette arbeidet kan gjøres med små hurtige bevegelser eller store trege bevegelser for likt arbeid.

Dersom vi trenger mer kraft bruker vi en girkasse for å få ned hastigheten og opp kraften, dersom vi trenger mer hastighet bruker vi girkassen for å få opp rotasjonshastigheten på hjulene resultatet er at kraften reduseres.

Fig. 3                                                                         Fig.4

Når det kommer til racing så er det arbeidet vi kan utføre med hensyn på tiden som betyr noe i en sammenheng der målet er å kjøre fort.

Arbeidet som utføres må sees på som en hel linje og ikke forveksles med punktvis beregning. Vi trenger at motoren kommer seg fort opp til området i grafen der vi får utført mest mulig arbeid.

Dersom vi fargelegger arealet under grafen får vi et skjematisk bilde av arbeid utført med hensyn på tid kan vi sammenligne ulike måleresultater etter bygging eller optimalisering av motor.
Se fig 3 og 4, den røde grafen måler lavere toppverdi enn den grønne grafen.
Altså lavere målt “maksimumseffekt” på målepunkt 5. (Du kan se for deg at 5 er 5000rpm)

Dersom du ser på brikkene under grafene så kan du visualisere deg at hver brikke representerer hvor mye arbeid som har blitt utført med hensyn på tid. På den måten ser vi at selv om motor med grønn graf har en høyere verdi ved punkt 5, så har motor med rød graf størst areal under kurven og derfor utført mer arbeid enn grønn. Slik at den motoren vil være mest effektiv og derfor gå best dersom bilene og sjåførene er identiske.

Disse utregningene kan gjøres uansett motor og forteller at effekt er en funksjon av kraft med hensyn på tid.

 

Stein

 

Published on: Jan 18, 2016 @ 04:12
last edit: Aug 15, 2019 @ 13:50