Cuplu motor - Putere motor:explicatii, cum, ce ....

by **zuxy** » 26 Feb 2009, 20:14

Cred ca multi dintre noi am auzit de termeni ca si cai putere sau cuplu motor. Dar sunt sigur ca nu toti stiu exact ce reprezinta acestea, cum sa citeasca si sa inteleaga o diagrama a puterii (cuplului) unui motor. Drept urmare, m-am gandit ca o prezentare facuta de altii mai in tema ca si mine ar prinde bine tuturor.Deci :

Viteza este marimea ce caracterizeaza un mobil in miscare ce parcurge distanta d (metru) intr-un timp t (secunda) v = d / t, (m/s). Acceleratia este proprietatea vitezei de a varia a = v / t (m/s2). Acceleratie 0 inseamna viteza constanta. Pentru a accelera un obiect fie il impingi fie il tragi.Cum orice obiect are o masa (greutate) forta necesara acelerarii se cuantifica astfel: F = m x a (kg x m/s2 - Newton). Daca se exercita o forta F asupra unui mobil ce se deplaseaza pe distanta d se cheama ca sa efectuat lucru mecanic, L = F x d (Joule sau Calorie). Puterea reprezinta lucrul mecanic efectuat in unitatea de timp: P = L / t sau viteza cu care se poate efectua lucru mecanic P = F x v (Watt W=1J/s)

In lumea motoarelor si vehiculelor multe lucruri se misca mai mult circular decat in linie dreapta (vezi motorul sau roata). Viteza se exprima in rotatii pe unitatea de timp in loc de distanta pe timp cum am vazut anterior.Rotatii pe minut - RPM. Masa (greutatea) se numeste acum inertie, iar in locul fortei avem cuplul. Cuplul este definit ca forta aplicata tangential la o anumita distanta de centrul de rotatie.

T = F x d (Nm). Cu cat bratul fortei este mai lung cu atat cuplul este mai mare.

Sursa principala de confuzie este ca lucrul mecanic si cuplul au aceleasi unitati de masura, una fiind energie iar cealalta fiind o forta. In interiorul motorului cuplul se obtine cu ajutorul ansamblului biela-manivela.

Relatia dintre cuplu, putere si turatie

Evaluarea performantelor unui motor, respectiv a autovehiculului, se fac dupa:

PUTERE notata P si expimata in kW (kiloWatts) sau Cai Putere - CP sau in engleza HP (Horse Power)

Un cal putere reprezinta cantitatea de energie necesara urcarii unei greutati de 75Kg la o inaltime de un metru in timp de o secunda. 1 HP = 745,7 Watts 1 HP = 1 kW x 1,36

Marea majoritate a motoarelor grupului VW/AUDI/SKODA/SEAT au urmatoarele puteri de iesire:

75HP = 55kW . 101HP = 74kW . 115HP = 85kW . 130HP = 96kW . 150HP = 110kW

CUPLU notat cu C se exprima in Nm (Newton metru)

In cazul unui motor, CUPLUL poate fi descris ca forta de rotatie a unui arbore stationar (arbore cotit sau volanta). In schimb Caii Putere pot fi considerati ca forta de rotatie a unui arbore aflat in miscare (roata vehicul). Pentru a intelege, sa ne imaginam 2 oameni care sunt ambii capabili sa ridice 75Kg la o inaltime de 1 metru.. Ambii exercita aceeasi cantitate de "cuplu". Acum sa ne imaginam ca unul dintre ei poate sa ridice cele 75Kg de 10 ori in decursul unui minut iar celalalt poate ridica cele 75Kg numai de 4 ori in decursul unui minut. Putem spune ca primul om este mai puternic. Primul om depune mai mult efort chiar daca ambii exercita acelasi cuplu.

Cei doi parametrii de iesire ai motorului, mentionati anterior, sunt in stransa legatura cu viteza de rotatie: RPM - rotatii pe minut, prescurtat rot/min

Ecuatia matematica a puterii si cuplului este : P(HP) = C(Nm) x RPM(rot/min) / 5252,1

Dar din moment ce 5252 este o constanta, putem considera ca: HP = TORQUE x RPM. Deci rezulta ca sunt 3 moduri in care putem modifica un motor pentru a obtine cai putere mai multi :

#1 - Putem mentine acelasi cuplu ca in cazul motorului standard de la fabricant dar sporim viteza de rotatie RPM

#2 - Putem "genera" mai mult cuplu decat motorul standard dar pastram in schimb aceeasi viteza de rotatie RPM

#3 - Putem mari atat cuplul motorului cat si viteza sa de rotatie, ambele in acelasi timp :-)

O modalitate principala prin care se poate obtine o sporire a cuplului unui motor, este marirea compresiei (atentie! nu a raportului de compresie... acesta ramane constant acelasi). Compresia sporita conduce la marirea eficientei termice a arderii, deci forta fiecarei explozii creste. Optimizarea amestecului aer/carburant si a avansului. Evident ar fi si alte modificari mai costisitoare cum ar fi: axe cu came cu timpi si distante de ridicare modificate, supape cu palier marit, modificarea/acordarea coloanei de admisie in vedera usurarii absortiei aerului (filtre free air), racirea aerului admis (injectia de apa, marirea radiatorului intercooler, racire cu apa sau freon), marirea presiunii combustibilului si utilizarea de injectoare speciale ce permit obtinerea unei atomizari a carburantului. Eliminarea restrictiilor evacuarii (catalizator + tobe), a intregii coloane de evacuare.

Exemplul de mai jos este dedicat unui motor TDI-PD asfel:

Cuplul (Nm) x RPM(rot/min) x ( 3,1415 / 25000 ) = Puterea (kW)

sursa: http://www.mirabo.ro

by **philbox** » 01 Mar 2009, 17:27

In legatura cu cele descrise mai sus de @zuxy iata un articol interesant care unifica avantajele celor doua tipuri de motoare:
http://www.automarket.ro/stiri/geneva-2 ... 18752.html.
Ce nu am inteles totusi din toate pledoariile este faptul ca de ce nu se fac motoare a caror raport de compresie sa fie maxim de la inceput ....adica puterea maxima!, sau cu ce imbunatateste compresia variabila puterea motorului, din cate cunosc ,poate ca gresesc, compresie maxima=putere maxima....asta daca nu s-au schimbat legile fizicii intre timp si eu nu am luat cunostinta!

. Acele motoare scot din 3.000 cmc intre 600 si 800 cp, la turatii care ar face invidioasa orice japoneza pe 2 roti, adica 15, 16, 17 mii rpm. Dar acele motoare le schimbi dupa o cursa, sau doua.

Astfel, cei care creaza si seteaza motoarele urmaresc urmatoarele:
- un balans intre performanta - fiabilitate cat mai bun
- motorul trebuie sa reziste cat mai mult timp indiferent ca este condus de un pusti de 18 ani in care urla hormonii, sau de catre un pensionar pt care viteza legala este mai mult decat suficient;
- nu se stie ce combustibil se va pune in acel motor, ce uleiuri se vor folosii; sa nu uitam ca un motor cu cat este dus mai la limita, spre perfomantele sale fizice maxime, cu atat este mai pretentios
- sa nu uitam de normele EURO, aici in Europa
- in unele tari impozitul, asigurarea, etc ia in calcul si puterea motorului, nu doar capacitatea lui
- politica de marketing, cine vrea o putere mai mare din aceasi cilendree scoate mai multi bani din buzunar; astfel producatorul din investitia intr-un singur motor acopera piata si celor care vor masina sub 100 cp, si celor care vor peste 100cp. vezi motorul 1,6 diesel de la kia, de 90 si 115 cp, 1,4 TSI de la VW de 122 si 160 cp.

In ce priveste compresia variabila, sincer habar nu am ce sa zic. dar daca ei zic ca e o ''revolutie'' in domeniu, pina la proba contrarie ii cred pe cuvant