18.3.2019. Autor: Matko Jović

Snaga i moment (1/2): Kilowatti i newtonmetri, tko caruje, a tko klade valja?

Snaga se ne mjeri, nego izračunava kao količina rada u vremenskom intervalu ili momenta u okretaju po sekundi, pa se, primjerice, spojka ne bira po snazi, nego momentu

Ono što se kolokvijalno poistovjećuje sa snagom (′može dići 100 kila, zbilja je jak..!”) zapravo je odrađeni rad ( za 1 metar visine to je 981 J). Tek uz podatak o brzini kojom to netko može napraviti, dobivamo podatak o njegovoj snazi. 

Konkretno, stara dobra konjska snaga, KS, definira se kao sposobnost da se 75 kg za 1 sekundu digne 1 metar u vis. Vrijeme je i za neke napomene o mjernim jedinicama. KS nije koherentna mjerna jedinica i ne koristi se u ISO sustavu mjernih jedinica. 

Tamo se koriste watti (W), tj. kilowatti (1 kW = 1000 W). Pritom je odnos između KS i kW sljedeći: 1 KS = 0,735 kW i obratno, 1 kW = 1,36 KS. Kako se onda određuje snaga motora? Potrebno je još malo mehanike. 

Snaga je također umnožak sile i puta na kojem ona djeluje u nekom vremenu (dakle sile i brzine), tj. kod rotacijskog gibanja umnožak okretnog momenta i brzine vrtnje. Treba naglasiti da kotače automobila okreće MOMENT čiji je iznos najvažnije svojstvo motora.


Karakteristika snage i okretnog momenta, u ovisnosti o brzini vrtnje motora mjeri se na tzv. dinamometru, odnosno 'kočnici, kojji je posebno prilagođen za automobile s oigonom 4x4

Definira se kao djelovanje sile na nekom kraku (momentom djelujete na vijke na kotačima kad ih želite skinuti). Sila nastaje djelovanjem tlaka izgorenih plinova u ekspanziji na čelo klipa, koji kretanjem prema dolje okreće koljenasto vratilo, čiji je krak ekscentar (pola hoda klipova). 

To je i jedina mjerljiva vrijednost, jer je snaga samo posljedica okretnog momenta Dakle, snaga je umnožak momenta (Nm) i brzine vrtnje (rad/s). Automobil s motorom snage u wattima je igračka, a snaga motora osobnog automobila barem je 40 kilowatta (kW). 

Također, mjerenje kutne brzine lako, pa je određujemo posredno - mjerimo broj okretaja u minuti, čiji je umnožak s π/30 brzina vrtnje motora u rad/s. Umnožak momenta (Nm) i brzine vrtnje (rad/s) daje snagu (W). 

Dobiveni iznos se dijeli s tisuću te se dobiva snaga u kW, a ako se to pomnoži s 1,36 dobivaju se dobre stare KS. Tako se i radi: motor na kočnicu predaje neki okretni moment, pri poznatom broju okretaja i tad se izračunava snaga. 


Snaga je 'brzina obavljanja rada. Ako se masa od 75 kg (sila od 735,5 N) podigne za 1 m obavi se rad od 735,5 Nm, odnosno J (Joulea). Ako se to, kao na slici obavi u jednoj sekundi, to je snaga od 1 KS (konjske snage), odnosno 735,5 Nm/s, odnosno W (watta). Dakle, 1 KS je 0,7355 kW

Slijedi važni zaključak: iz poznatog dijagrama okretnog momenta može se nacrtati krivulja snage i obratno. Prema karakteru bitnih parametara razlikujemo dvije karakteristike: Konstantna snaga: idealni slučaj. To je karakteristika parnog stroja i elektromotora koji pokreću hi-tech automobile (u većem dijelu radnog područja). 

Okretni moment je pri pokretanju vrlo velik i smanjuje se proporcionalno broju okretaja. Uz takav pogonski stroj nije potreban mjenjač. Konstantan okretni moment: karakteristika motora s unutarnjim izgaranjem (u dijelu radnog područja). 

Snaga raste proporcionalno broju okretaja te je potreban mjenjač koji će izlazni krivulju okretnog momenta (na kotačima) približiti gore spomenutoj karakteristici konstantne snage.


Na gornjem su dijagramu karakteristika snage i okretnog momenta za Audi S4 iz 2008, s turbobenzinskim motorom s direktnim ubrizgavanjem 3.0 V6 TFSI, koji je razvijao  najveću snagu od 333 KS pri 5500 do 7000/min i najveći okretni moment od 440 Nm do 2900 do 5300/min

PROČITAJTE:

Vječno pitanje: Što je okretni moment, a što snaga?

Je li važniji okretni moment ili snaga? I jedno i drugo!