Мощность двигателя

Компания Cadillac отказалась от привычной маркировки своих автомобилей и ввела классификацию двигателей не по мощности, а по крутящему моменту. Что это за характеристика и почему она так важна для мотора?

Ответ редакции 0 + —

Подавляющее большинство автопроизводителей в маркировке своих двигателей использует мощность или объем камер сгорания. Обе этих характеристики уже устарели. Если 50 лет назад тяга карбюраторных моторов зависела от расточки цилиндров, то сейчас на первый план выходят новые технологии. При одинаковом объеме камер сгорания мощность вырастает в два-три раза. К примеру, сейчас небольшие 2,0-литровые рядные моторы BMW или Volvo могут иметь мощность свыше 400 лс. Тем самым, бензиновые 4-цилиндровые турбированные моторы небольшого объема сейчас располагают такой же мощностью и тягой, как 8-цилиндровые атмосферники 15-летней давности, потому как оснащены помимо ступенчатого наддува еще и сложной системой впрыска.

Но и лошадиные силы уже недостаточно адекватно описывают существующие характеристики двигателя. Автомобиль с небольшой мощностью может казаться значительно резвее и интереснее на дороге, чем другой более мощный собрат. К примеру, дизельные агрегаты намного опережают бензиновые по тяге, а значит, показывают лучшую динамику.

В общем, потребовалась иная характеристика, которая бы могла адекватно описывать возможности современного мотора. И автопроизводители видят ее в крутящем моменте.

Статья по теме Задал пару. Человек, который начал промышленную революцию

Откуда берутся «лошадиные силы»?

Измерять мощность моторов в «лошадиных силах» предложил знаменитый английский изобретатель Джеймс Уатт в 1789 году. Во времена начала промышленной революции в Англии на рудниках, в портах и мельницах в качестве источника силы для подъемных машин использовались лошади. Их запрягали в лебедку крана и гоняли по кругу.

Запряженное в механизм животное весом около 500 кг, вышагивая по кругу и натягивая канат через систему блоков, могло обеспечить работу крана, равную подъему груза в 90 кг со скоростью 1 метр в секунду. Груз поднимали бочками или кулями весом от 140,9 до 190,9 кг каждый. Тем самым, за 8 часов работы лошадь, ковыляя вокруг лебедки со скоростью в 3 км\ч, не утруждаясь могла перегрузить 33 000 фунтов, что равняется почти 14 тоннам. Эту работу и прописали как эталон «лошадиной силы».

Паровые машины могли совершать такую же работу гораздо быстрее, потому как имели мощность в несколько лошадиных сил. Тем самым, в определении Джеймса Уатта, мощность — это не спортивная динамика машины, не приемистость, а работа, совершенная в единицу времени.

А что же такое крутящий момент?

В двигателе внутреннего сгорания применяется тот же принцип. Только силой, толкающей поршень, является энергия взрывов смеси бензина и воздуха. Поршень аналогичен той самой уаттовской лошади. Он раскручивает коленвал, а дальше через систему валов трансмиссии передает движение на колеса. Чем быстрее он вращается, тем выше мощность и больше работы выполнит мотор.

Если силу давления поршней умножить на длину рычага кривошипа, то получим крутящий момент, от которого зависит тяга мотора. Она выражается в Ньютонметрах (1 Нм равен силе в 1 ньютон, умноженной на рычаг в 1 метр). Чем длиннее рычаги, тем больше тяги выдает мотор.

Если у мотора высокий крутящий момент, то колеса за единицу времени раскручиваются быстрее. Автомобиль приобретает больше динамики.

Вопрос-ответ Сколько мощности двигателя съедает кондиционер в машине?

Ураганный разгон

Тем самым, крутящий момент это очень важная характеристика, от которой зависит динамика машины. Чем выше крутящий момент, тем «лошади» под капотом становятся сильнее. С помощью крутящего момента определяется так же эластичность мотора, то есть его способность обеспечивать одинаковую тягу в большом диапазоне оборотов. В особенности важно, чтобы высокий крутящий моент был доступен почти сразу после старта. Тогда будет ощущаться эмоциональное ускорение автомобиля.

Ну а лошадиные силы нужны для другого. Они выражают способность мотора автомобиля сопротивляться ветровым и прочим нагрузкам. Высокая мощность отражается в основном на максимальной скорости машины.

Вообще, «лошадиные силы» очень нанадежная характеристика, зависимая от множества факторов. Эта единица измерений давно устарела. С помощью хитрых программ управления двигателем количество «лошадиных сил» можно прибавить или уменьшить, чем и пользуются многие производители, искусственно раздувающие мощность мотора.

Поэтому количество Нм крутящего момента в маркировке моторов гораздо более информативная характеристика.

По сообщению сайта Аргументы и Факты

Ранее мы уже неоднократно говорили об устройстве и работе двигателей внутреннего сгорания. Сегодняшняя наша беседа посвящена оптимальной, с экологической и экономической точки зрения, мощности двигателя автомобиля, а так же, мы не обойдем вниманием некоторые рекламные уловки современного автомобильного рынка.
Немного теории устройства ДВС.
Мощность двигателя это полезная работа, которую совершает ДВС в единицу времени. Мощность в одну лошадиную силу равна работе по перемещению 75 кг на один метр за секунду, при противодействии в 1g, то есть, это поднятие груза в 75 кг на один метр за секунду, при силе тяжести на высоте уровня моря. Мощность поршневого ДВС слагается из двух составляющих: частота вращения коленчатого вала (в оборотах в минуту), и усилие на валу (обычно это крутящий момент в Ньютонах на метр). Частота вращения зависит от конструкции двигателя и находится у различных ДВС в пределах 1000-4000 оборотов в минуту. Частота вращения коленчатого вала менее 1000 оборотов в минуту дает недостаточно стабильную работу двигателя, частота выше 4000 оборотов в минуту приводит к ускоренному износу подшипников и излишним нагрузкам на валы (из-за центробежной силы).
Мощность поршневого ДВС можно повысить четырьмя основными путями: увеличение площади сечения цилиндра, увеличения давления в цилиндре, увеличение частоты вращения коленчатого вала, увеличение числа цилиндров. Увеличение площади сечения цилиндра и увеличение числа цилиндров приводит к увеличению массы и размеров ДВС. Наращивание рабочего давления в цилиндрах приводит к увеличению звука выхлопа, ускоренному износу двигателя и, кроме того, требует повышения прочности цилиндра и поршня. Так же, растет нагрузка на все детали КШМ (кривошипно-шатунного механизма).
Пределы увеличения частоты вращения коленчатого вала мы уже указали, стоит отметить, что при увеличении момента на валу, требуется увеличивать диаметр вала для повышения его прочности. Рост диаметра вращающегося вала приводит к увеличению динамических (биения) и статических (центробежная сила) нагрузок на материал вала и на подшипники. Например, на тепловых электростанциях используют электрогенераторы с рабочей частотой вращения вала, равной частоте вращения вала паровой турбины. Оптимальный КПД паровой турбины достигается при частоте вращения более 6-8 тыс. оборотов в минуту. Диаметр вала ротора генератора делают не более 140-250 мм, так как, при данной частоте не один материал не обеспечивает долговременной целостность вала большего диаметра. Исключение составляют лишь валы ТРД и ГТУ специального назначения (реактивная авиация, вертолеты, суда на воздушных подушках), там частот вращения вала достигает 12-14 тыс. оборотов в минуту при диаметре вала ротора до 0,2-0,4 метра. Применяемые там стали и методы обработки металла, позволяют достичь максимальной для современной промышленности прочности, но, несмотря на это, ресурс работы ГТУ и ТРД намного уступает любому поршневому ДВС.
Удельная мощность.
Так как, с абсолютной мощностью ДВС все более-менее понятно, перейдем к такому понятию, как удельная мощность ТС. Это количество л.с., приходящееся на тонну снаряженной массы ТС. Например, если автомобиль со снаряженной массой 1,5 тонны имеет ДВС мощностью 75 л.с., тогда его удельная мощность равна примерно 50 л.с. на тонну.
Среди исторических примеров можно отметить первый (среди построенных и функционирующих) самолет братьев Райт. Его удельная мощность примерно равнялась 40 л.с. на тонну (при взлетной массе около 600 кг, он имел мощность ДВС около 24 л.с.). Самолет летал, и даже достигал скорости в 150-160 км/час. Большинство монопланов и бипланов ПМВ имели удельную мощность порядка 90-140 л.с. на тонну веса. Вспомните сцены из х/ф “Эскадрилья Лафайет”, и визуально оцените возможности самолетов с такой удельной мощностью. На основании практического опыта было определено, что для нормального взлета и устойчивого горизонтального полета самолету или иному аппарату с винтовым движителем необходимо иметь не менее 50-60 л.с. на тонну веса. Примерно такую минимальную удельную мощность имеют все более-менее способные летать аппараты (автожиры, вертолеты, моттодельтапланы, суда на воздушной подушке, экранопланы и пр.).
Среди наземных ТС стоит вспомнить, что первые броневики ПМВ имели ДВС мощностью порядка 35-60 л.с. (при массе 2,5 – 6 тонн), и при этом они несли броню, вооружение, и успешно применялись в боях. Среди таких моделей можно отметить знаменитый броневик “Остин”, известного широкой публике благодаря участию не только в ПМВ, но и в революциях, как в Германии (1918-1919 годы), так и в России (1917 год).
Самый массовый грузовик СССР 1940-х годов, знаменитый ГАЗ-АА (более известный под названием “полуторка”), имел всего 50 л.с. мощности ДВС при снаряженной массе до 4 тонн. Максимальная скорость по шоссе достигала 60-70 км в час, максимальная грузоподъемность до 1,5 тонн груза.
Предел для авто.
Как уже стало понятно из сказанного выше, удельная мощность большинства более-менее совершенных из применявшихся (и применяемых на сегодняшний день) автомобилей составляет порядка 40-80 л.с. на тонну веса. Такая мощность позволяет автомобилю достаточно быстро набирать скорость, легко достигать скорости движения порядка 120-180 км/час, иметь оптимальную грузоподъемность и проходимость. В то же время, авто с такой удельной мощностью имеет сравнительно небольшой, достаточно экономичный и долговечный ДВС.
Повышение удельной мощности до 100-120 л.с. на тонну снаряженного веса возможно. Но, это приводит к резкому снижению ресурса (в разы!), растет потребление топлива, увеличивается шум и вибрация ТС при движении. То есть, поставить на автомобиль массой в 3 тонны ДВС мощностью до 350 л.с. это вполне возможно, но, езда станет некомфортной, расход топлива поднебесным, а реализация всей мощности ДВС возможной или с прицепом из свинца, или на ровной трассе при максимальном разгоне.
Среди наглядных примеров стоит напомнить, что современный основной боевой танк имеет мощность двигателя порядка 700-1000 л.с., при массе в 40-60 тонн, он развивает скорость по ровному шоссе до 70-90 км/час. В гору с уклоном в 10* танк Т-72 спокойно двигается со скоростью до 30-35 км/час, и это при снаряженной массе около 45 тонн (мощность ДВС 840 л.с., или 19 л.с. на тонну веса). Представим, что ДВС мощностью в 800 л.с. поставили на автомобиль массой в 3 тонны, данное усилие ДВС должно обеспечивать скорость движения порядка 800 км/час по ровной дороге, и до 400 км/час в гору с подъемом 10-15*. Напомню, что карданный вал танка имеет массу около 120-150 кг при длине около 2 метров, вал меньшего диаметра не способен выдержать усилие крутящего момента, соответствующее мощности ДВС в 500-900 л.с.
В данном примере еще стоит учесть, что все гусеничные машины имеют меньший КПД движителя (гусеницы и траки массивны и в ходовой части значительное трение), да и вибрация (а так же, инерция, грохот и пр.) тяжелой гусеничной машины не позволяет ей разогнаться до высоких скоростей. Поэтому, на практике, автомобиль имеющий всего-навсего 100-110 л.с. на тонну веса, должен, по логике, за несколько секунд увеличивать скорость движения с 80 до 200 км/час.
Ряд не решаемых проблем возникает с расходом горючего, работой системы охлаждения, гашением вибрации, износом подшипников и пр. Но, как же тогда продают легковые автомобили с мощностью двигателей 500-1200 л.с. и даже более?
Но, об этом мы продолжим беседу в следующий раз.

>Серийные машины 2017 с самым высоким крутящим моментом

2017 Koenigsegg Regera

Победитель прошлого года снова в строю, но на этот раз машина попала в полноценное производство. Еще более мощная и с более сильным крутящим моментом, чем у Bugatti Chrion, которая теперь занимает лишь второе место. Кстати, Regera не похожа ни на один предшествующий суперкар.

Просим прощения, это не суперкар и даже не гиперкар, если соблюдать терминологию создателя Кристиана фон Кёнигсегга. Автомобиль Koenigsegg Regera — это плагин-гибридный мегакар, так как его показатели значительно превышают один мегаватт.

Если точнее, то этот шведский монстр может разгоняться до 300 км в час менее чем за 10 секунд, благодаря двойному турбонаддуву 5 литрового двигателя V8, который выдает 1100 лошадиных сил и примерно 1280 нм крутящего момента. Эти цифры не сделали бы автомобиль самым мощным в плане крутящего момента в 2017 году, поэтому Кристиана фон Кёнигсегг снабдил машину тремя электрическими моторами, один из которых выполняет функцию трансмиссии.

Кроме излишне мощного двигателя внутреннего сгорания, каждое заднее колесо усилено электрическим мотором, который обеспечивает мощность 245 лошадиных сил и крутящий момент 260 нм. Третий электрический мотор установлен на коленчатом вале двигателя V8, что дает еще 218 лошадиных сил и 300 нм крутящего момента.

Таким образом, общая мощность и крутящий момент Regera (что переводится, как «править, управлять») достигает невероятной цифры 1500 лошадиных сил и неземного крутящего момента 2000 нм.

2018 Dodge Challenger SRT Demon

Самая мощная серийная машина в истории и она не нуждается в громких словах, чтобы попасть в наш список. Мы все же расскажем, что у нее есть 6.2-литровый двигатель V8 с турбонаддувом, благодаря чему мощность машины развивается до 840 лошадиных сил, а крутящий момент 1044 нм.

Хотя это не единственная заднеприводная машина в нашем списке и у нее не самый высокий крутящий момент, Demon — это единственный автомобиль, который может проехать на одних только задних колесах. Конечно, для этого нужны разрешенные правилами радиальные шины на задних колесах и тонкие шины на передних колесах. Но все равно, без хорошего крутящего момента этот трюк будет невыполним.

Demon способен и не такое. Это самый быстрый серийный автомобиль в мире с затраченным временем 9.65 секунд при 140 милях в час, что подтверждено Национальной ассоциацией автогонщиков (NHRA). Также были зафиксированы самые высокие показатели динамической нагрузки (1.8 г) среди серийных автомобилей.

Удивительно, что при таких характеристиках Dodge Challenger SRT Demon — самый дешевый автомобиль из нашего списка. Цена в США начинается от $ 84 995. Это лишний раз доказывает, что не всегда нужно вкладывать миллионы долларов в разработки и исследования, чтобы контролировать крутящий момент под правой ногой и не обязательно быть водителем грузовика.

Информационное издание: Новости гаи, дтп, штрафы пдд, ГИБДД, Экзамен ПДД онлайн. Техосмотр

Объем двигателя — как работает и что это такое,на что влияет.

Двигатель – сердце автомобиля, поэтому при выборе авто покупатели часто обращают внимание на один немаловажный фактор – его объем. Однако мало кто представляет, что же такое рабочий объем двигателя и на что он влияет.

Начнем с определения – рабочий объем двигателя – это сумма всех объемов цилиндров автомобиля, где объем поршня – это произведение площади поршня на его ход, а ходом поршня называется расстояние от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Говоря простым языком, объем цилиндра – это объем камеры сгорания, где и происходит воспламенение и сгорание топлива.

Объём двигателя считают в кубических сантиметрах или литрах. Один литр – это 1000 кубических сантиметров. В зависимости от объема автомобили делятся на микролитражные – до 1,1 литра, малолитражные – 1,2-1,7 литра, среднелитражные – 1,8-3,5 литра и крупно литражные – свыше 3,5 литров. В основном такое разделение применяется для автомобилей с бензиновыми двигателями.

Как работает автомобильный двигатель?

Для начала, чтобы было понятнее, о чем пойдет речь, давайте рассмотрим, как происходит рабочий процесс в автомобильном двигателе, и за счет чего машина может двигаться.

Представьте себе замкнутую камеру, в которой одна стенка является подвижным поршнем. Туда через специальный патрубок поместили смесь топлива (бензина) и воздуха, а затем подожгли ее при помощи специального устройства – свечи зажигания. Смесь вспыхивает и мгновенно сгорает, по сути – взрывается. Раскаленный газ, образовавшийся в результате сгорания, толкает поршень.

С обратной стороны поршень прикреплен к коленчатому валу, через который сила толчка передается на колесную ось, приводящую автомобиль в движение. Чем больше сгорит топлива, тем сильнее будет толчок.

Соответственно, большая камера сгорания обеспечит бОльшую мощность двигателя, чем маленькая. Это, конечно, очень упрощенное объяснение, на практике на мощность влияет множество факторов.

Что такое объем двигателя?

Камера, где сгорает топливно-воздушная смесь, другими словами называется цилиндром двигателя. В современных автомобильных двигателях этих цилиндров (камер цилиндрической формы) обычно несколько – четыре, шесть, восемь или даже двенадцать.

Объем двигателя определяется как суммарный объем всех цилиндров, или же как объем одного цилиндра, умноженный на их количество. Объем одного цилиндра определяется в момент, когда поршень опущен до упора, в самую нижнюю точку. Объем двигателя может быть выражен в кубических сантиметрах или в литрах (литраж автомобиля).

Как делятся автомобили по классам с учетом объема двигателя

В модельном ряду каждого производителя присутствуют продукты, которые отличаются по классам, массе, габаритным размерам и другим характеристикам. Что касается легковых авто, во время тотального доминирования атмосферных бензиновых двигателей существовало условное деление на: субкомпактные и компактные микролитражные и малолитражные автомобили с рабочим объемом до 1.2 литра; авто малого класса с двигателями от 1.2 до 1.8 литра; средний класс с объемом от 1.8 до 3.5 литров. мощные гражданские и спортивные версии автомобилей с моторами от 3.5 литров и более; версии высшего класса, кторые могут иметь различный объем ДВС. Давайте взглянем, на что влияет объем двигателя.

Установка того или иного мотора на конкретную модель напрямую зависит от того, какие характеристики должна демонстрировать машина (разгонная динамика, крутящий момент, максимальная скорость и т.д.). От объема двигателя показатель мощности имеет зависимость по причине того, что чем больше топлива сгорит в камере сгорания за цикл, тем больше энергии высвобождается и передается на поршень. Другими словами, чем больше камеры сгорания, тем больше топливно-воздушной смеси туда можно подать и вместить. Динамика разгона и «максималка» также зависят от мощности двигателя. Чем мощнее мотор, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Также следует учитывать, что увеличение объема камер автоматически означает больший расход топлива. Нужно добавить, что от объема двигателя сильно зависит и цена автомобиля. Например, для производства мощного двигателя V12 с объемом 5.5 л. требуются намного большие затраты сравнительно с изготовлением трехцилиндрового мотора с объемом 0.8 л. Параллельно с этим следует учитывать, что установка под капот мощного силового агрегата повлечет необходимость серьезной доработки трансмиссии, системы охлаждения, впуска, выпуска, тормозной системы и т.д. Исходя из вышесказанного, небольшие бюджетные городские малолитражки зачастую оснащены ДВС с самым маленьким объемом, так как подобные двигатели просты в изготовлении, обеспечивают приемлемую динамику и отличаются небольшим расходом топлива. При этом цена на такие серийные авто остается приемлемой.

На что влияет объем двигателя?

• Во-первых, расход бензина. Чем больше объем цилиндра, тем больше топлива надо, чтобы воспламенить его с наибольшей отдачей, соответственно, расход повышается. Однако этот минус оборачивается не менее ощутимым плюсом. Чем больше объем двигателя, тем больше мощность двигателя, так как большее количество бензина выделяет большее количество энергии
• Во-вторых, как уже было отмечено, чем больше объём, тем больше мощность, то есть, автомобиль с двигателем большего объёма будет быстрее разгоняться, сможет перевозить более тяжелые грузы и большее количество пассажиров

Зачастую двигатели большего объема оказываются гораздо более экономичными: не приходится слишком сильно давить на педаль газа, чтобы разогнать машину. Расход топлива не увеличивается, в то время, как малолитражные двигатели под нагрузкой сжигают гораздо больше топлива.

Чем больше объем, тем больше сам двигатель, тем больше машина. Скажем так: большие объемы используются на машинах более высокого класса, потому двигатель и все другие системы дороже в обслуживании. Цена на такой автомобиль заведомо выше.

Для того, чтобы понять, какой именно автомобиль вам более подходит, следует усвоить, что микро- и малолитражные автомобили лучше всего подходят для движения в больших городах с пробками на дорогах. Их расход будет в городском потоке минимален по сравнению с другими авто, но, в свою очередь, такие авто не подходят для дальних путешествий, так как на скорости свыше 100 км/ч им явно не хватает мощности. Много груза они перевозить также не смогут.

Автомобили с объемом от 1,8 до 3 литров отлично подходят как для городского движения, так и для дальних поездок, их мощности хватает для разгона и движения на большой скорости, для перевозки грузов, причем расход бензина у таких автомобилей не так уж и велик.

Автомобили оснащенные двигателями от 3 литров — это либо внедорожники, либо микроавтобусы и минивэны, предназначенные для перевозки большего количества пассажиров или груза.

Увеличение рабочего объема двигателя

Физическое увеличение объема камеры сгорания является одним из способов форсирования мотора в целях повышения мощности. Начнем с того, что сильно увеличить объем не получается, так как блок цилиндров двигателя обычно рассчитан на расточку самих цилиндров строго до определенных пределов. Такие пределы предполагают 3 капитальных ремонта, во время которых изношенные цилиндры растачиваются для возвращения им правильной формы перед установкой ремонтных поршней, поршневых колец и других элементов увеличенного размера. Поршни и другие детали двигателя, которые доступны в продаже, также встречаются исключительно в трех ремонтных размерах. По этой причине во время глубокого тюнинга двигателя автомобиля лучше сразу менять мотор, то есть устанавливать другой двигатель с изначально большим рабочим объемом, который потом можно дополнительно расточить во второй или последний ремонтный размер.

>Выбор электродвигателя по типу, мощности и другим параметрам

Электродвигатели постоянного и переменного тока

В зависимости от используемого электрического тока двигатели делятся на две группы:

• приводы постоянного тока;
• приводы переменного тока.

Электродвигатели постоянного тока сегодня применяются не так часто, как раньше. Их практически вытеснили асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Главный недостаток электродвигателей постоянного тока – возможность эксплуатации исключительно при наличии источника постоянного тока или преобразователя переменного напряжения в постоянный ток. В современном промышленном производстве обеспечение данного условия требует дополнительных финансовых затрат.

Тем не менее, при существенных недостатках этот тип двигателей отличается высоким пусковым моментом и стабильной работой в условиях больших перегрузок. Приводы данного типа чаще всего применяются в металлургии и станкостроении, устанавливаются на электротранспорт.

Принцип работы электродвигателей переменного тока построен на электромагнитной индукции, возникающей в процессе движения проводящей среды в магнитном поле. Для создания магнитного поля используются обмотки, обтекаемые токами, либо постоянные магниты.

Электродвигатели переменного тока подразделяются на синхронные и асинхронные. У каждой подгруппы есть свои конструктивные и эксплуатационные особенности.

Асинхронные электродвигатели

Асинхронные электродвигатели переменного тока получили наибольшее распространение в промышленном производстве. Особенностью данных приводов является более высокая частота вращения магнитного поля по сравнению со скоростью вращения ротора.

В современных двигателях для изготовления ротора используется алюминий. Легкий вес этого материала позволяет уменьшить массу электродвигателя, сократить себестоимость его производства.

КПД асинхронного двигателя падает почти вдвое при эксплуатации в режиме низких нагрузок – до 30-50 процентов от номинального показателя. Еще один недостаток таких электроприводов состоит в том, что параметры пускового тока почти втрое превышают рабочие показатели. Для уменьшения пускового тока асинхронного двигателя используются частотные преобразователи или устройства плавного пуска.

Асинхронные электродвигатели удовлетворяют требованиям разных промышленных применений:

• Для лифтов и другого оборудования, требующего ступенчатого изменения скорости, выпускаются многоскоростные асинхронные приводы.
• При эксплуатации лебедок и металлообрабатывающих станков используются электродвигатели с электромагнитной тормозной системой. Это обусловлено необходимостью остановки привода и фиксации вала при перебоях напряжения или его исчезновения.
• В процессах с пульсирующей нагрузкой или при повторно-кратковременных режимах могут использоваться асинхронные электродвигатели с повышенными параметрами скольжения.

Мощность электродвигателя

В режиме постоянной или незначительно изменяющейся нагрузки работает большое количество механизмов: вентиляторы, компрессоры, насосы, другая техника. При выборе электродвигателя необходимо ориентироваться на потребляемую оборудованием мощность.

Определить мощность можно расчетным путем, используя формулы и коэффициенты, приведенные ниже.

Мощность на валу электродвигателя определяется по следующей формуле:

где:
Рм – потребляемая механизмом мощность;
ηп – КПД передачи.

Номинальную мощность электродвигателя желательно выбирать больше расчетного значения.

Формула расчета мощности электродвигателя для насоса

где:
K3 – коэффициента запаса, он равен 1,1-1,3;
g –ускорение свободного падения;
Q – производительность насоса;
H – высота подъема (расчетная);
Y – плотность перекачиваемой насосом жидкости;
ηнас – КПД насоса;
ηп – КПД передачи.

Давление насоса рассчитывается по формуле:

Формула расчета мощности электродвигателя для компрессора

Мощность поршневого компрессора легко рассчитать по следующей формуле:

где:
Q – производительность компрессора;
ηk – индикаторный КПД поршневого компрессора (0,6-0,8);
ηп – КПД передачи (0,9-0,95);
K3 – коэффициент запаса (1,05 -1,15).

Значение A можно рассчитать по формуле:

или взять из таблицы

sub>2, 105Па	3	4	5	6	7	8	9	10
A, 10-3 Дж/м³	132	164	190	213	230	245	260	272

Формула расчета мощности электродвигателя для вентиляторов

где:
K3 – коэффициент запаса. Его значения зависят от мощности двигателя:

• до 1 кВт – коэффициент 2;
• от 1 до 2 кВт – коэффициент 1,5;
• 5 и более кВт – коэффициент 1,1-1,2.

Q – производительность вентилятора;
H – давление на выходе;
ηв – КПД вентилятора;
ηп – КПД передачи.

Приведенная формула используется для расчета мощности осевых и центробежных вентиляторов. КПД центробежных моделей равен 0,4-0,7, а осевых вентиляторов – 0,5-0,85.

Остальные технические характеристики, необходимые для расчета мощности двигателя, можно найти в каталогах для каждого типа механизмов.

ВАЖНО! При выборе электродвигателя запас мощности должен быть, но небольшой. При значительном запасе мощности снижается КПД привода. В электродвигателях переменного тока это приводит еще и к снижению коэффициента мощности.

Режимы работы электродвигателей

Режим работы определяет нагрузку на электродвигатель. В некоторых случаях она остается практически неизменной, в других может изменяться. Характер предполагаемой нагрузки обязательно учитывается при выборе двигателя. Действующими стандартами предусмотрены следующие режимы эксплуатации:

Режим S1 (продолжительный). При таком режиме эксплуатации нагрузка остается постоянной в течение всего времени, пока температура электродвигателя не достигнет необходимого значения. Мощность привода рассчитывается по формулам, приведенным выше.

Режим S2 (кратковременный). При эксплуатации в этом режиме температура двигателя в период его включения не достигает установившегося значения. За время отключения электродвигатель охлаждается до температуры окружающей среды. При кратковременном режиме эксплуатации необходимо проверять перегрузочную способность электропривода.

Режим S3 (периодически-кратковременный). Электродвигатель работает с периодическими отключениями. В периоды включения и отключения его температура не успевает достигнуть заданного значения или охладиться до температуры окружающей среды. При расчете мощности двигателя обязательно учитывается продолжительность пауз и потерь в переходные периоды. При выборе электродвигателя важным параметром является допустимое количество включений за единицу времени.

Режимы S4 (периодически-кратковременный, с частыми пусками) и S5 (периодически-кратковременный с электрическим торможением). В обоих случаях работа двигателя рассматривается по тем же параметрам, что и в режиме эксплуатации S3.

Режим S6 (периодически-непрерывный с кратковременной нагрузкой). Работа электродвигателя в данном режиме предусматривает эксплуатацию под нагрузкой, чередующуюся с холостым ходом.

Режим S7 (периодически-непрерывный с электрическим торможением)

Режим S8 (периодически-непрерывный с одновременным изменением нагрузки и частоты вращения)

Режим S9 (режим с непериодическим изменением нагрузки и частоты вращения)

Большинство моделей современных электроприводов, эксплуатируемых продолжительное время, адаптированы к изменяющемуся уровню нагрузки.

Климатические исполнения электродвигателей

При выборе электродвигателя учитываются не только его технические характеристики, но и условия окружающей среды, в которых он будет эксплуатироваться.

Современные электроприводы выпускаются в разных климатических исполнениях. Категории маркируются соответствующими буквами и цифрами:

• У – модели для эксплуатации в умеренном климате;
• ХЛ – электродвигатели, адаптированные к холодному климату;
• ТС – исполнения для сухого тропического климата;
• ТВ – исполнения для влажного тропического климата;
• Т – универсальные исполнения для тропического климата;
• О – электродвигатели для эксплуатации на суше;
• М – двигатели для работы в морском климате (холодном и умеренном);
• В – модели, которые могут использоваться в любых зонах на суше и на море.

Цифры в номенклатуре модели указывают на тип ее размещения:

• 1 – возможность эксплуатации на открытых площадках;
• 2 – установка в помещениях со свободным доступом воздуха;
• 3 – эксплуатация в закрытых цехах и помещениях;
• 4 – использование в производственных и других помещениях с возможностью регулирования климатических условий (наличие вентиляции, отопления);
• 5 – исполнения, разработанные для эксплуатации в зонах повышенной влажности, с высоким образованием конденсата.