왜 가스 엔진 토크와 마력 곡선이 항상 5252 RPM을 충족합니까?

Tech Garage라는 TV 쇼를보고 있는데 엔진 토크와 마력 곡선이 항상 5252RPM을 충족한다고 주장했습니다. 이것이 사실이라고 가정하면 왜 이런 일이 발생합니까? 엔진으로 설계된 것입니까, 아니면 열역학이 작동하는 방식입니까?


그것이 디자인의 결과라면, 엔진은 그것을 실현 시키도록 어떻습니까?

그것은 단지 수학적인 것이며, 마력이 (토크의 관점에서) 초당 550 ft · lbs로 정의 되기 때문 입니다.

1 마일에 1 피트 씩 이동 한 단일 HP는 33,000 파운드입니다 (James Watt에 따르면 실제 말이 할 수있는 평균입니다). 동일한 1lb를 움직이는 엔진의 RPM은 ~ 6.283ft (1 피트 반경 원주)를 이동합니다.

33,000 / 6.283 = 5252

재미로, 구글에서 수학을 해봤는데 이것이 토크와 파워에 숫자를 넣는 데 사용되는 단위 시스템의 인공물이라는 것을 보여줍니다.

숫자 5252는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

1 horsepower / 1 lbf foot radian in turns/minute
5 252.11312

정확한 숫자는 16,500 / π (33,000 / τ)입니다.

따라서 수학이 대신 미터법 단위 (와트 및 뉴턴 미터 토크)로 수행 된 경우 다음을 얻을 수 있습니다.

1 W / 1 N m rad in turns/minute
9.54929659

이 숫자는 분 단위의 초 수로 인해 30 / π (또는 60 / τ)입니다. 엔진 회전 속도를 라디안 / 초로 측정하면 숫자는 1이 됩니다. 엔진 출력을 측정하기 위해 마력 대신 풋-파운드가 사용 된 경우에도 비 메트릭 시스템에도 동일하게 적용됩니다.

"곡선이 만나는 곳"은 그래프의 축에서 숫자 적으로 동일한 척도로 양 (마력과 파운드 피트로 측정)을 배치하는 인공물입니다. RPM이 아닌 서로에 대해 그래프를 작성하면 마력의 힘과 파운드 피트의 토크가 같은 지점에 5252 RPM에 해당하는 지점이 표시됩니다.

위의 마크에 대답을 추가하면됩니다.

마력은 토크로 정의되지만, 마력은 적절한 변속기가 있다고 가정 할 때 자동차의 속도를 파악하려고 할 때 엔진 출력을 측정하는 데 더 유용한 척도입니다. 변속기는 토크 출력을 변경하지만 마력은 그대로 유지합니다 (마찰 손실 무시 등). 따라서 "마력은 자동차를 팔고, 토크는 레이스에서 이긴다"는 오래된 이론은 실제로 이론상 완전히 잘못된 것입니다. 1000ft-lbs의 토크를 냈지만 10RPM으로 만 회전 한 가상 엔진은 차가 느리게 작동합니다.

그러나 실제 자동차의 경우 사람들은 실제 마력 또는 토크 곡선에 대해 거의 논의하지 않습니다. 그들은 일반적으로 최대 마력 또는 최대 토크에 대해서만 이야기합니다. 높은 토크의 자동차는 일반적으로 하단에서 자동차를 생산하며, 이는 하단에서 마력을 증가시킵니다. 마력은 RPM과 관련이 있기 때문에 최대 마력은 일반적으로 높은 RPM입니다. 따라서 '고 토크'엔진은 '저 토크'엔진과 동일한 피크 HP를 가질 수 있지만, 고 토크 엔진은 RPM 범위의 하단에서 더 많은 마력을 갖습니다. 이로 인해 자동차가 더 빨라질 것입니다. 그러나 최고 값 만 고려하는 사람들은 이것이 실제로 넓은 마력 밴드 때문일 때 토크 때문이라고 말할 것입니다. 이론적으로 모든 엔진은 변속기를 통해 라우팅 된 후 임의로 많은 양의 토크를 생성 할 수 있습니다.

간단한 가상의 예를 들어, 전형적인 마력 곡선을 가진 엔진 A를 고려한 다음, 정확한 마력 곡선을 갖지만 RPM 축에서 x2로 스케일링 된 엔진 B를 상상해보십시오. 엔진 A가 5,000RPM에서 최고 HP를 생산하면 엔진 B는 10,000RPM에서 최고 HP를 생산합니다. 엔진 A가 2,000RPM에서 90HP를 생산하면 엔진 B는 4,000RPM에서 90HP를 생산합니다.

이제 2 : 1 비율의 마찰없는 변속기를 통해 엔진 B를 라우팅한다고 상상해보십시오. 이렇게하면 엔진 B가 효과적으로 감속되어 변속기 수정 마력 곡선의 특징이 엔진 A와 동일한 회전 속도로 발생합니다. 엔진 B는 이제 변속기 후 엔진 A와 동일한 정확한 토크 및 마력 출력을 생성합니다. 엔진 B는 변속기 전에 토크가 분명히 적다는 사실. (다시 말하면 수학에 대한 훌륭한 설명을 표시하십시오)