शक्ति <-> टोक़ संबंध
सामान्य तौर पर, एक टोक़ बिजली के बीच संबंध एक सरल सूत्र है:
Power[kW] = Torque[Nm] * RPM * π / 30,000
जिसका मतलब है कि आप हमेशा एक वक्र को दूसरे से टोक़ / बिजली आरेखों में गणना कर सकते हैं (यह भी डायनेमोमीटर क्या करता है)
तो, हमेशा दोनों घटता क्यों रखा जाता है, अगर वे कम या ज्यादा समान हैं?
यह आरेख पाँच सैद्धांतिक मोटरों के कुछ घटता दिखाता है:
प्रत्येक मोटर में 8000RPM पर 350Nm (और उस RPM पर समान शिखर शक्ति) का टॉर्क होता है, और प्रत्येक मोटर में 450Nm का पीक टॉर्क होता है।
एक सामान्य चालक सड़क पर 3000RPM तक की सीमा का उपयोग करता है, इसलिए उसकी सबसे अच्छी पसंद मोटर # 2 है जिसके बाद # 1 है। वे उदारवादी आरपीएम में सबसे अच्छा त्वरण देंगे।
एक ऐसी दौड़ में जहां मोटर बहुत उच्च आरपीएम पर चलती है, आपने # 5 बेहतर चुना।
यह मूल्यांकन दोनों घटता - शक्ति और टोक़ के साथ किया जा सकता है, क्योंकि वे कम या ज्यादा समान मात्रा दिखाते हैं। लेकिन टॉर्क कर्व्स पावर कर्व्स की तुलना में अंतर बहुत स्पष्ट दिखाते हैं!
हालाँकि, पावर कर्व्स (कर सकते हैं) कुछ दिलचस्प विवरण दिखाते हैं। # 4 की शक्ति 4000 और 5000RPM के बीच घट जाती है । एक और बिंदु यह है कि आमतौर पर, अधिकतम शक्ति अधिकतम आरपीएम पर नहीं होती है, और आप यह जानना चाहते हैं कि आरपीएम क्या है, और यह उस आरपीएम के आसपास कैसे व्यवहार करता है।
क्यों बिजली अभी भी बढ़ जाती है हालांकि कुछ बिंदु पर आरपीएम के साथ पहले से ही टोक़ घट जाती है?
कल्पना कीजिए कि आपका वजन 50 किलो है, जिसे आप रस्सी खींचकर उठाते हैं जो छत पर एक चरखी पर चलती है। जब आपको प्रयास करना पड़ता है तो वजन का गुरुत्वाकर्षण बल होता है जब आप इसे निरंतर गति से खींचते हैं। चूंकि 50 किलो काफी भारी है, आप इसे बहुत धीरे से उठाएंगे। यदि वजन हल्का है, तो आपको कम बल की आवश्यकता होती है, और इसे तेजी से उठा सकते हैं। मान लीजिए कि आप समय के 1/3 में 25 किग्रा उठाते हैं। इसका मतलब है, उसी समय जब आप भारी 50 किलो वजन उठाते हैं, तो आप कुल 3x25kg = 75kg वजन भी उठा सकते हैं। चूँकि शक्ति प्रति समय काम की जाती है और आप एक ही समय में 50 किग्रा के बजाय 75 किग्रा उठा सकते हैं, पॉवर 50% अधिक है - हालांकि आप केवल आधे बल में डालते हैं।
यह मोटर के लिए उसी के बारे में है: उच्च RPM में, इसमें एक घूमने के दौरान कम टॉर्क (बल) हो सकता है, लेकिन चूंकि यह एक ही समय में अधिक चक्कर लगाता है, इसलिए यह अधिक शक्ति प्रदान कर सकता है।
गियर बॉक्स (तों) में क्या होता है?
जैसा कि कहा गया है, शक्ति प्रति समय काम की जाती है। चूंकि बिजली संरक्षण किया जाता है, मोटर शाफ्ट पर बिजली पहियों पर शक्ति के बराबर होती है। एक से ऊपर के सूत्र से गणना की जा सकती है कि मोटर का पहिया अनुपात कितना भिन्न होता है (किसी भी नुकसान की उपेक्षा):
Wheel_torque = Motor_torque * Motor_RPM / Wheel_RPM
अपने अगले आरेख में, मैंने बीएमडब्ल्यू एम 3 (365Nm @ 4900RPM; 252Kw @ 7900RPM) के छह गियर के लिए पहिया टोक़ बनाम मोटर आरपीएम का प्लॉट किया है:
लेकिन बिजली और टॉर्क बनाम गति को खींचना भी संभव है:
हाँ, मोटर का 365Nm पहले गियर में लगभग 6000Nm (4400lb फीट) में बदल जाता है। यह गियर अनुपात के साथ-साथ पहिया आयामों के बड़े पैमाने पर प्रभाव को दर्शाता है। दूसरी तरफ, किसी दिए गए RPM पर सत्ता हमेशा समान होती है।
ध्यान दें कि जब आप 4900RPM (अधिकतम टोक़) पर या दूसरे गियर में शिफ्ट होते हैं, तो आप व्हील टॉर्क को लगभग 50% कम कर देते हैं। (और जब आप बाद में 3rd में शिफ्ट हो जाते हैं, तो आप फिर से लगभग 50% ढीले हो जाते हैं)।
इसका मतलब है, एक दौड़ में आप जितना संभव हो उतना देर से शिफ्ट होंगे, भले ही बिजली पहले से ही गिर जाए, क्योंकि शिफ्टिंग का मतलब बिजली या टोक़ में भारी नुकसान है। (मेरे प्लॉट में लाल क्षेत्र आरपीएम रेंज को स्पष्ट करने के लिए पहले गियर में 4900 से अधिकतम तक चिह्नित करता है)। हालांकि, एक त्वरण प्रतियोगिता में जहां आप शून्य से शुरू करते हैं, कम आरपीएम पर उच्च टोक़ में मदद मिलेगी, क्योंकि जितनी जल्दी हो सके उच्च गति प्राप्त करना महत्वपूर्ण है, और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि यदि आप अभी भी अंतिम पर थोड़ा तेज करते हैं मीटर है।
बेशक, वास्तव में वहाँ खींच है और इसलिए जो गति के साथ बढ़ता है, और इसे पार करने का एकमात्र तरीका और भी अधिक शक्ति है। इस प्रकार, निश्चित रूप से शक्ति शीर्ष गति को परिभाषित करती है, लेकिन यह उदाहरण दिखाता है कि शक्ति पहले से ही 50 किमी / घंटा / 30 मीटर प्रति घंटे की सीमा में भूमिका निभाती है, जो वास्तव में तेज नहीं है।
तो शक्ति या टोक़ द्वारा विभिन्न कारों की तुलना करें?
आपने ट्रांसमिशन के कारण RPM अनुपात का व्यापक प्रभाव देखा है, और पहिया परिधि भी एक भूमिका निभाती है। इसलिए दो कारों की तुलना उनके मोटर टॉर्क कर्व को देखकर करना असंभव है। यह केवल कई मोटर विकल्पों के साथ एक कार के लिए काम करता है, लेकिन एक ही ट्रांसमिशन। शक्ति थोड़ी () बेहतर है। ध्यान दें कि बीएमडब्ल्यू एम 3 जब आप देर से शिफ्ट करते हैं तो 3 जी गियर में 125 किमी / घंटा से अधिक या कम निरंतर अधिकतम बिजली बचाता है।
ईंधन की अर्थव्यवस्था
टॉर्क भी एक माप के दौरान मोटर द्वारा किए जाने वाले कार्य का एक माप है। ज्यादा ठीक:
Work_per_rev[J]= torque[Nm] * 2π
अगर हम मानते हैं कि मोटर हमेशा एक ही मात्रा में ईंधन प्रति रेव (पूरी तरह से यथार्थवादी नहीं, लेकिन ठीक है), यानी एक ही रासायनिक ऊर्जा (कार्य) जारी किया जाता है, तो टोक़ के अधिकतम होने पर रासायनिक / यांत्रिक कार्य का अनुपात सबसे अच्छा होता है । तो, टॉर्क अधिक होने पर मशीन सबसे अधिक कुशल होती है।
लेकिन ध्यान रखें, सबसे अच्छा ईंधन दक्षता सबसे अच्छा लाभ के बराबर नहीं है! बीएमडब्ल्यू एम 3 के मामले में: 4000RPM के बजाय 2000RPM पर ड्राइविंग का मतलब 340Nm से 290Nm तक टॉर्क कम करना है, जो कि केवल 15% का नुकसान है, लेकिन ईंधन की खपत 50% तक कम हो जाती है।
यही कारण है कि सर्वोत्तम लाभ के लिए आरपीएम को बहुत कम ड्राइव करने की सिफारिश की जाती है, हालांकि ईंधन दक्षता वहां सबसे अच्छी नहीं है। हालाँकि: सुनिश्चित करने के लिए कम RPM पर उच्च टोक़ का मतलब बेहतर माइलेज है।
निष्कर्ष
सामान्य तौर पर, पावर और टॉर्क एक ही चीज के दो उपाय हैं: मोटर की ताकत। यदि आपके पास एक वक्र है, तो आप दूसरे की गणना कर सकते हैं।
पावर कार की रेसिंग क्षमता और अधिकतम गति को निर्धारित करता है, लेकिन मोटर के उच्च RPM तक पहुंचने के बाद त्वरण क्षमता भी
टॉर्क बहुत स्पष्ट दिखाता है कि मोटर की आरपीएम में क्या त्वरण क्षमता है, लेकिन व्हील पर टॉर्क गियर रेशियो और व्हील डायमेंशन पर निर्भर करता है, इसलिए इसकी तुलना करना आसान नहीं है। एक सामान्य चालक कम आरपीएम पर उच्च टोक़ रखना चाहेगा।
और कृपया ध्यान दें कि मैंने यहां कई धारणाएं और सरलीकरण किए हैं।
मेरे डेटा के बारे में
मुझे बीएमडब्ल्यू प्रेस साइट से मोटर घटता मिला । और यह (दुर्भाग्य से जर्मन) साइट टायर आयाम, आरपीएम का एक सेट और गियर अनुपात (या कस्टम अनुपात) के लिए बीएमडब्ल्यू मॉडल लेता है, और गियर में आरपीएम पर गति की गणना करता है। मेरे मामले में, पहिया की परिधि ~ 2 मी है और गति 7.5 है; 12.9; 19.3; 25.6; 30.1 में 35.1 और 35.1 किमी / घंटा। यह दिए गए गियर में दिए गए मोटर RPM के लिए व्हील RPM की गणना करने की अनुमति देता है।