Automobilio Galios Skaičiavimas Kilovatais (kW)

Variklio galia yra vienas svarbiausių parametrų, atskleidžiančių jėgos agregato galimybes. Ji išreiškiama tokiais vienetais kaip arklio galia (AG, PS, HP) ir kilovatai (kW). Šiame straipsnyje aptarsime skirtumus tarp šių vienetų, jų konvertavimo metodus, variklio galią lemiančius veiksnius ir matavimo standartus.

Arklio Galios ir Kilovatų Samprata

Arklio galios (AG) ir kilovatai (kW) yra du pagrindiniai variklio galios matavimo vienetai. Nors kilovatas yra oficialus matavimo vienetas Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI), automobilių gamintojai ir entuziastai dažniausiai naudoja arklio galias, nes nurodant variklio galią, ji rodo didesnes vertes, palyginti su kilovatais.

Kilovatas (kW) yra universalus variklio galios vienetas, priklausantis SI sistemai, kuri naudojama nuo 1960 m. ir yra pagrįsta metrine sistema. Kilovatas rodo, kiek sukimo momento yra esant tam tikram aps./min., t. y. koks bus variklio jautrumas ir pagreitis. Variklio galia kW nurodoma homologacijos dokumentuose ir transporto priemonių registracijos liudijimuose.

Arklio galia (AG) - tai Vokietijoje sukurtas matavimo vienetas, sukurtas pagal anglosaksų garo arklio pavyzdį. Dėl to kilo alternatyvi santrumpa PS (vokiškai „Pferdestärke“). Arklio galia buvo oficialiai naudojama Europoje iki 1972 m., kai Europos ekonominė bendrija, o vėliau ir Europos Sąjunga 90-aisiais, priėmė kilovatą kaip oficialų galios vienetą.

Svarbiausia yra žinoti, kad 1 kilovatas (kW) yra maždaug lygus 1,36 arklio galių (AG). Tai reiškia, kad transporto priemonės variklio galia prilygsta maždaug 1,36 arklio galių. Perkant transporto priemonę labai svarbu suprasti arklio galių ir galios reikšmę, todėl arklio galių lygio pasirinkimas turėtų būti pagrįstas individualiais poreikiais ir vairavimo įpročiais.

AG ir kW Konvertavimas

Norint konvertuoti arklio galias į kilovatus ir atvirkščiai, reikia žinoti pagrindinius santykius:

• 1 kW = 1,36 AG
• 1 AG = 0,74 kW

Konvertavimo pavyzdžiai:

• 100 AG × 0,74 = 74 kW
• 150 AG × 0,74 = 111 kW
• 100 kW × 1,36 = 136 AG
• 150 kW × 1,36 = 204 AG

Dažniausiai pasitaikančių automobilių galios atitikmenys:

Galią Lemiantys Veiksniai ir Variklio Efektyvumas

Degant degalams, cilindruose išsiskiria šiluma, kuri paverčiama mechanine energija. Tačiau ne visa išsiskyrusi šiluma ir ne visa energija panaudojama naudingai. Dalis jos sunaudojama vidinei variklio trinčiai nugalėti (velenų slydimo guoliuose, krumpliaratinėse pavarose) ir papildomiems energijos vartotojams, pvz., generatoriui, stabdžių sistemos ir oro kondicionieriaus kompresoriams, ventiliatoriui, alyvos siurbliams.

Gamintojai savaeigių mašinų variklių charakteristikose nurodo vadinamąją efektyviąją arba naudingąją galią. Tai galia, kuri alkūniniu velenu tiesiogiai perduodama transmisijos pirminiam velenui ir GTV sankabai. Efektyvioji galia visada mažesnė už teorinę arba vidinę variklio galią, nes ją sumažina mechaniniai nuostoliai, kurie sudaro nuo 10 iki 20 proc. bendros galios. Vidinė galia, dar vadinama indikatorine, yra gaunama dujų slėgiui cilindruose veikiant į stūmoklius (pagal DIN 1940 normą). Paprastai vidinė galia yra 10-35 proc. didesnė už efektyviąją galią.

Nors nuo pirmojo dyzelinio variklio sukonstravimo praėjo daugiau nei šimtmetis, bendras šio variklio efektyvumas išlieka pakankamai mažas - 30-50 proc.

Variklio galios didinimo būdai:

1. Darbo tūrio didinimas: Cilindrų skaičiaus, jų skersmenų didinimas.
2. Alkūninio veleno sūkių dažnio didinimas.
3. Slėgio didinimas: Naudojant turbokompresorinį pripūtimą su tarpiniu oro aušinimu.
4. Cilindrų pripildymo gerinimas: Įrengiant 3 (pvz., Lamborghini, Same varikliai) ar 4 vožtuvus (pvz., Deutz, John Deere, Mercedes-Benz OM, New Holland/Iveco, SisuDiesel) kiekviename cilindre.
5. Įleidimo ir išleidimo kolektorių įrengimas skirtingose variklio pusėse: Siekiant, kad išmetamųjų dujų temperatūra nekeistų įleidžiamo oro temperatūros.
6. Tiksliau dozuojančių ir dideliu slėgiu degalus įpurškiančių maitinimo sistemų montavimas: Pavyzdžiui, modulinės siurblys-vamzdelis-purkštuvas (Deutz, Lamborghini, Same), akumuliatorinės common rail (Cummins, Deutz, John Deere, New Holland/Iveco, SisuDiesel) ar kompaktiškos siurblys-purkštuvas (Caterpillar, Mercedes-Benz OM).

Galios Matavimas ir Standartai

Variklio galia matuojama mechaniniu, hidrauliniu arba elektriniu stabdymo stendu, esant atitinkamam aplinkos oro slėgiui ir 20°C temperatūrai. Išorinė dyzelinio variklio charakteristika gaunama, esant didžiausiam galimam degalų tiekimui. Variklis stabdymo stendo apkraunamas didžiausiu galimu sukimo momentu, kuris matavimo metu išlaikomas pastovus. Matavimai dažniausiai pradedami nuo 1 000 min^-1 iki didžiausio sūkių dažnio (2 100-2 400 min^-1), matuojant atitinkamais intervalais, dažniausiai kas 100 min^-1. Sujungus gautus taškus koordinačių sistemoje virš sūkių dažnio nubrėžiama galios charakteristika.

Traukos galia

Būsimam mašinos pirkėjui itin svarbus yra traukos galios dydis. Tai galia, kurią konkrečiomis sąlygomis ir važiuodamas atitinkama pavara išvysto traktorius. Traukos galia yra mažesnė už efektyviąją galią. Skirtumas sunaudojamas nuostoliams transmisijoje, GTV pavaroje, riedėjimo trinčiai, įkalnių, varančiųjų ratų buksavimui nugalėti. Traukos galiai turi įtakos ne tik nuostoliai pavarose, bet ir traktoriaus masė (varančiųjų ratų apkrova) bei atraminis paviršius (ratų geometriniai matmenys ir slėgis padangose).

Traktorių gamintojai nepateikia traukos galios. Ją matuoja specialios institucijos, pvz., DLG ir Nebraskos universiteto (JAV) traktorių bandymų laboratorijos.

Galios matavimo normos:

Galia matuojama pagal daugybę normų: CUNA, DIN, ECE, EG, GOST, ISO. Skaitinė galios reikšmė priklauso nuo normos apibrėžtų matavimo sąlygų. Todėl skirtingų gamintojų pateiktų galios skaitinių reikšmių lyginti tiesiogiai negalima.

• CUNA: Pagal CUNA išmatuota galia 5-10 proc. didesnė už DIN dydį.
• DIN 70020 ir ECE R24 (ECE R24.03): Pagal šias normas pateikiama variklio galia su papildomos energijos poreikiais, tarp jų su oro valytuvu ir prijungtu skysčio siurbliu.
• SAE J 1955 3.1 (JAV): Bendroji variklio galia, neįvertinanti jokių papildomų įrenginių poreikio.
• SAE J 1349 4.2.4: Įvertina papildomų įrenginių poreikius, išskyrus papildomai montuojamus hidraulinius siurblius ir oro kondicionieriaus kompresorius.
• ISO TR14396: Nurodo bendrą galios dydį, neįvertinus papildomo energijos suvartojimo (net ventiliatoriaus) poreikio. Galia, išmatuota pagal ISO TR14396, yra iki 8 proc. didesnė už ECE R24 normos skaitinę galios reikšmę.
• BS AU 141a: 1971 (Didžioji Britanija): Bendroji galia, neįvertinanti papildomo energijos poreikio. Reikalavimai aplinkos sąlygoms atitinka DIN 70020 normas.
• EC 8-0/1269: Nurodo variklio galią, įvertinus papildomos energijos suvartojimo poreikius, tačiau jie veikia be apkrovos.
• EEC 80/1289: Nurodo variklio galią su visu papildomos energijos poreikiu, išskyrus hidraulinius siurblius/variklius.
• OECD 1-ojo ir 2-ojo kodo normos: Matuojama ne variklio alkūniniu velenu, o GTV perduodama galia.

Galios Vertinimas

Variklio konstrukcijos tobulumą geriausiai nurodo lyginamasis masės ir galios santykis. Kuo jis mažesnis, tuo variklis ir mašina techniškai pažangesnė. Kuo didesnė variklio litrinė galia (galia, tenkanti vienam variklio darbo tūrio litrui), tuo mažesnis šios galios jėgos agregato darbo tūris, gabaritai ir masė. Tai apibūdina variklyje naudotų technologijų ir montuojamų sistemų pažangumą.

Didėjant sūkių dažniui, efektyvioji galia didėja tolygiai, kol pasiekia didžiausią vertę. Toliau didėjant alkūninio veleno sūkiams, ji pradeda mažėti dėl pablogėjusio cilindrų pripildymo ir labai padidėjusių mechaninių nuostolių.

Svarbūs galios vertinimo kriterijai:

1. Pastovios galios aikštelė: Vertinant galią, reikia atsižvelgti ne tik į jos dydį, bet ir atkreipti dėmesį į pastovios galios aikštelę. Tai reiškia, kad tam tikrame sūkių diapazone (moderniame variklyje 500-650 min^-1 ribose), kuris yra ne mažesnis už darbinių sūkių diapazoną (1 600-2 000 min^-1), variklio galia yra ne mažesnė už vardinę.
2. Matavimo norma: Skirtumai tarp pagal skirtingas normas išmatuotų variklio galingumų gali siekti 8 ir daugiau procentų. Šis skirtumas tuo didesnis, kuo didesnė variklio galia.
3. Galios skaidymas į srautus ar jos sumavimas: Svarbiausia yra tik ta galia, kuri perduodama transmisijai. Nemažai gamintojų dalį papildomos galios perduoda GTV, o tai racionalus sprendimas, jei dirbama kombinuotais sėjos agregatais, frezomis ar traktorius naudojamas transporto darbams.
4. Optimali galios atsarga: Racionalu traktorių rinktis, atsižvelgiant į daugiausiai energijos reikalaujančio agregato poreikius. Rekomenduojama pasirinkti traktorių su 10 proc. vardinės galios atsarga.

tags: #automobilio #galios #skaiciavimas #kw