Saya menonton acara TV bernama Tech Garage dan mereka hanya membuat klaim bahwa torsi mesin dan kurva tenaga kuda selalu bertemu pada 5252 RPM. Dengan asumsi ini benar, mengapa ini terjadi? Apakah itu sesuatu yang dirancang menjadi mesin, atau hanya bagaimana termodinamika bekerja?
Jika ini hasil dari desain, bagaimana dengan mesin yang diatur untuk membuatnya menjadi kenyataan?
24
Jawaban:
Ini hanya matematika , dan karena tenaga kuda didefinisikan (dalam hal torsi) sebagai 550 ft · lbs per detik .
Satu HP adalah 33.000 pound bergerak 1 kaki dalam 1 menit (seperti James Watt, itu rata-rata dari apa yang kuda bisa lakukan). Sebuah RPM dari mesin yang bergerak 1 lb yang sama akan menempuh jarak ~ 6.283ft (keliling lingkaran jari-jari 1 kaki).
33.000 / 6.283 = 5252
sumber
Hanya untuk bersenang-senang, saya melakukan matematika di google, untuk menunjukkan bahwa ini adalah artefak dari sistem satuan yang digunakan untuk meletakkan angka ke torsi dan daya.
Angka 5252 dapat dihitung sebagai:
Jumlah pastinya adalah 16.500 / π (33.000 / τ)
Jadi, jika matematika dilakukan dalam satuan metrik (watt, dan dan newton-meter untuk torsi), Anda akan mendapatkan:
Angka ini kebetulan 30 / π (atau 60 / τ), karena jumlah detik dalam satu menit. Jika Anda mengukur kecepatan putaran mesin dalam radian / detik, jumlahnya akan menjadi 1 . Hal yang sama berlaku untuk sistem non-metrik, jika kaki-pon digunakan sebagai pengganti tenaga kuda untuk mengukur daya mesin.
Di mana "kurva bertemu" sepenuhnya merupakan artefak menempatkan kedua kuantitas (diukur dalam tenaga kuda dan pound-kaki) pada skala yang sama secara numerik pada sumbu grafik. Jika Anda membuat grafik mereka terhadap satu sama lain daripada terhadap RPM, ini akan muncul di beberapa titik (sesuai dengan 5252 RPM) akan muncul pada titik di mana daya dalam tenaga kuda dan torsi dalam pon-kaki adalah sama.
sumber
Hanya menambahkan pada Marks jawaban yang bagus di atas:
Meskipun tenaga kuda didefinisikan dalam hal torsi, tenaga kuda adalah ukuran yang lebih berguna dari output mesin ketika mencoba untuk mencari tahu seberapa cepat mobil Anda akan, dengan asumsi Anda memiliki transmisi yang tepat. Transmisi mengubah output torsi, tetapi membiarkan tenaga kuda tidak berubah (mengabaikan kehilangan gesekan, dll.). Oleh karena itu, pepatah lama "tenaga kuda menjual mobil, torsi memenangkan balapan" sebenarnya sepenuhnya salah dalam teori. Mesin hipotetis yang menghasilkan torsi 1000ft-lbs, tetapi hanya ditingkatkan hingga 10 RPM akan menghasilkan mobil yang sangat lambat.
Namun untuk mobil yang sebenarnya, orang jarang membicarakan tenaga kuda atau kurva torsi yang sebenarnya. Mereka biasanya hanya berbicara tentang tenaga kuda puncak atau torsi puncak. Mobil dengan torsi tinggi biasanya memproduksinya di ujung bawah, dan ini juga meningkatkan tenaga kuda di ujung bawah. Karena tenaga kuda terkait dengan RPM, tenaga kuda puncak biasanya datang pada RPM tinggi. Oleh karena itu, mesin 'torsi tinggi' mungkin memiliki puncak HP yang sama dengan mesin 'torsi rendah', tetapi mesin torsi tinggi akan memiliki lebih banyak tenaga kuda di ujung bawah kisaran RPM. Karena itu, mobil akan lebih cepat - tetapi orang-orang yang hanya mempertimbangkan nilai puncak akan mengatakan bahwa ini disebabkan oleh torsi, padahal sebenarnya itu disebabkan oleh pita tenaga kuda yang luas. Ingat - mesin apa pun secara teori dapat menghasilkan torsi dalam jumlah besar secara sewenang-wenang setelah dialihkan melalui transmisi.
Untuk contoh hipotetis sederhana, pertimbangkan mesin A dengan kurva tenaga kuda yang khas, lalu bayangkan mesin B dengan kurva tenaga kuda yang sama persis, tetapi diskalakan x2 pada sumbu RPM. Jika mesin A menghasilkan puncak HP pada 5.000 RPM, mesin B akan menghasilkan puncak HP pada 10.000 RPM. Jika mesin A menghasilkan 90 HP pada 2.000 RPM, mesin B akan menghasilkan 90 HP pada 4.000 RPM.
Sekarang, bayangkan mesin routing B melalui transmisi tanpa gesekan dengan rasio 2: 1. Ini akan secara efektif memperlambat mesin B, sehingga fitur-fitur dari kurva tenaga kuda yang dimodifikasi-transmisi sekarang terjadi pada kecepatan rotasi yang sama dengan mesin A. Mesin B sekarang menghasilkan torsi dan tenaga kuda yang sama persis seperti keluaran mesin A setelah transmisi, meskipun fakta bahwa mesin B jelas akan memiliki lebih sedikit torsi sebelum transmisi. (Sekali lagi, lihat Marks penjelasan hebat matematika)
sumber