چگونه با استفاده از دورموتور ماشین را حدس بزنیم؟

[Apathetic]

مقاله ای در مورد نسبت دنده (gear ratio) و اثر دیفرانسیل بر گشتاور خروجی از موتور و همچنین محاسبه سرعت اتومبیل با داشتن دور موتور (بر حسب rpm) و قطر چرخ اتومبیل:



برای تفهیم بهتر مطلب اجازه دهید مقاله را با چند سوال شروع کنم, عملکرد گیربکس در ماشین چیست؟ آیا دیفرانسیل ماشین در کشش (تغییر گشتاور موتور) موثر است؟ آیا رابطه ای بین دور موتور و سرعت ماشین وجود دارد, و اگر جواب مثبت باشد آیا این رابطه برای همه ماشین ها یکسان است؟



به زبانی ساده می توان چنین گفت که در بعضی از مکانها ما نیاز به قدرت بیشتر و در برخی اوقات نیاز به سرعت بیشتر داریم (شاید تا به حال برای شما پیش آمده باشد که بنا به دلایلی مجبور شدید دنده معکوس دهید و یا برای افزایش سرعت به دنده های بالاتر و سبک تر روید) و این در حالی است که در هر دو حالت موتور rpmهای یکسانی به ما می دهد. در این میان چه اتفاقی روی میدهد؟



گیربکس و دیفرانسیل در تغییر گشتاور خروجی از موتور هر دو موثرند. برای تفهیم بیشتر مطلب ما از نسبت دنده استفاده می نمائیم. با مثالی این مطلب را بیشتر توضیح می دهیم. فرض کنید به شما می گویند نسبت دنده 1 در پژو GLX 3.450 باشد. این مطلب را بدین گونه می توان توصیف کرد که به ازای هر 3.45 دور ورودی گیربکس, گیربکس 1 دور خروجی دارد. یعنی با این کار ما از سرعت کاسته ایم و گشتاور را بیشتر نمودیم. و این در حالی است که در دنده 5 نسبت دنده برای این ماشین 0.745 می باشد, یعنی به ازای هر 0.745 دور خروجی موتور ما 1 دور خروجی گیربکس داریم و این یعنی افزایش سرعت و کاهش گشتاور.



حال نقش دیفرانسیل در تغییر گشتاور چیست. ادامه مطلب را با توضیح نقش دیفرانسیل در تغییر گشتاور خروجی از گیربکس در اتومبیل پژو GLX بررسی می نمائیم. در این ماشین عدد 4.530 را به دیفرانسیل این ماشین نسبت می دهند. یعنی به ازای هر 4.530 دور خروجی گیربکس ما یک دور خروجی از دیفرانسیل داریم. لازم به ذکر است که این عدد برای همه دنده ها یکسان است. و نقش دیفرانسیل بالا بردن گشتاور خروجی از گیربکس است.



حال ما می خواهیم ببینیم که به ازای چند دور خروجی موتور ما یک دور خروجی از ماشین می گیریم:

ابتدا نسبت دنده (gear ratio) نسبت موثر گیربکس را محاسبه نموده و در نسبت موثر دیفرانسیل ضرب می نمائیم. 15.63 = 4.53*3.450

یعنی به ازای هر 15.63 دور خروجی از موتور ما 1 دور خروجی برای ماشین داریم (در دنده 1)

و برای دنده 5 داریم: 3.37=0.745*4.53

یعنی در دنده 5 به ازای هر 3.37 دور خروجی از موتور ما 1 دو خروجی برای ماشین داریم.

لازم به ذکر است که برای همه ماشین ها به ازای دور موتور خاص سرعت ماشین یکسان است و تغییر نمی کند.



حال چگونه می توان با توجه به دور موتور و قطر چرخ سرعت ماشین را تعیین کرد؟

فرض کنید کیلومترشمار ماشین GLX ما خراب شده!!! چه باید کرد تا بتوان فهمید با دور موتور فعلی چند کیلومتر بر ساعت سرعت ماست. ساده ترین راه این است که بدیم و کیلومتر شمار ماشین را درست کنیم!!! اما اگر پول نداشتیم چه کنیم! می نشینیم و مثل بچه آدم حساب می کنیم.

فرض کنید با دنده 1 و دور موتور 2000rmp در حرکتیم. با توجه به اطلاعات حاصله از قسمت قبلی می دانیم به ازای هر 15.63 دور خروجی موتور 1 دور خروجی برای ماشین داریم پس در هر دقیقه 15.63/2000 دور خروجی برای ماشین داریم (حدودا 125.96 دور در دقیقه). حال اگر قطر چرخ را بدانیم می توانیم سرعت را در دقیقه محاسبه نمائیم: 235.89=125.96*0.5961(قطر چرخ)*3.14

حال می دانیم ماشین در هر دقیقه حدودا 236 متر طی می کند اگر این عدد را در 60 ضرب کنیم سرعت بر حسب کیلومتر در ساعت به دست می آید که حدودا برابراست با 14.15Kmh