Cuplul și puterea motoarelor

Cuplul (momentul) este o forta de torsiune care are tendita de a roti ceva sau va incerca sa roteasca ceva. Vei genera cuplu de fiecare data cand folosesti o cheie, de exemplu, la strangerea prezoanelor de la roata masinii.

Cuplul motoarelor
Lucrul mecanic

Sa nu uitam ca exista si lucru mecanic care este efectuat atunci cand forta este aplicata si are loc miscare. Cand folosesti cheia aplici o forta asupra manerului acesteia. Forta creaza cuplu asupra prezonului, cuplu care are tendinta de a rasuci.

In sistemul international (SI) unitatea de masura este (Nm)Newton metru. Observi ca unitatea de masura pentru cuplu contine o forta si o distantza? Pentru a calcula cuplul, multiplici forta cu distanta fata de centrul punctului de rotatie sau raza. Cu cat forta si raza sunt mai mari cu atat e mai mare cuplul. In cazul cheii de mai sus, daca o cheie ar avea un metru lungime si tu ai apasa cu 200 Newtoni pe capatul ei, ar rezulta un cuplu de 200 Nm. Daca de exemplu ai avea o cheie de 2 metri atunci vei avea nevoie doar de 100 Newtoni pentru a genera acelasi cuplu. Motorul unei masini (motociclete) creaza cuplu pentru a roti arborele cotit.

Combustia gazului din cilindru creaza presiune asupra pistonului. Aceasta presiune apasa pe piston cu o fortza care i-l impinge in jos. Forta este transmisa de la piston, prin intermediul bielei, catre arborele cotit.Locul de conexiune dintre biela si arborele cotit este la o oarecare distanta de axa de rotatie a arborelui. CombustiePare ciudat faptul ca in aceast caz conteaza doar forta orizontala.Atunci cand pistonul se afla in pozitie superioara… biela apasa direct pe axa de rotatie a arborelui cotit si astfel nu se genereaza cuplu, deoarece numai rezultanta fortelor perpendiculara pe o parghie creaza cuplu.
Piston
Combustia gazului

Puterea este unitatea de masura a “cat de repede poate fi un lucru facut”.
Folosind o parghie poate fi creat un cuplu de 200 Newtoni metru. Dar poti rasuci acea parghie de 3000 de ori pe minut? Asta este exact ceea ce face motorul masinii (motocicletei) tale.

In SI unitatea de masura pentru putere este Watt-ul.Un Watt este egal cu 1 Newton metru/secunda (Nm/s). Poti multiplica cuplul cu viteza de rotatie pentru a afla puterea in Watt-i. Altfel: daca impingi ceva cu o fortza de 1 Newton cu o viteza de 1 m/s atunci consumi o putere de 1 Watt.

1000 W = 1 kW (Kilowatt)

1 kW=1.36 cp (cai putere)

1 cp = 735.6 W

Asa cum am spus mai sus Lucru mecanic este de asemenea masurat in Nm. Pentru a intelege mai bine cuplul si puterea iata mai jos o comparatie.

Pilot masina curse

Daca un pilot impinge o masina cu o forta de 400 Newton pe o distanta de 20 de metri se spune ca a efectuat un lucru mecanic de 20 x 400 = 8000Nm.Pentru a incerca sa se separe lucru mecanic Nm si cuplu Nm folosim unitatea de masura Jouli asa ca putem spune ca a efectuat un lucru mecanic de 8000 Jouli sau 8 kJ. Puterea este rata de efectuare a lucrului mecanic si este masurata in Nm pe secunda sau Wati, numita dupa James Watt. Provocarea presupune impingerea masinii pe o distanta de 200 de metri cat mai repede posibil. Este nevoie de 400 N pentru a misca vehiculul, astfel, lucru mecanic efectuat este de 400N x 200m = 80.000 Jouli sau 80 kJ.

Sa spunem ca intreg procesul a durat 200 de secunde, atunci puterea pilotului este de 80.000 Jouli/200 secunde = 400 Nm pe secunda sau 400Wati. Acum sa presupunem ca pilotul din imagine a indeplinit sarcina in 160 de secunde. Puterea astfel dezvoltata de acesta a fost: 80.000Jouli / 160 secunde = 500 Nm pe secunda sau 500 Wati.

Cu cat lucru mecanic este efectuat mai repede cu atat puterea dezvoltata este mai mare.

Sunati la una din reprezentantele PILOT pentru programare în service, preturi si detalii suplimentare, ori trimiteti un mesaj