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出力計算 〜トルク、回転数と出力の関係〜

良く知られている計算式なのですが、求め方を記述してみました。
下記に示すように、トルクに回転数をかけると出力を求める事ができます。
先に示した実走パワー測定や、シャーシダイナモもこの原理を用いてパワーを測定しています。

まず回転中心から半径r[m]離れたところにある質量m[kg]の重りに回転方向に力Fが作用し、回転数N[rpm]で回転している場合を考えます。
イメージ 1

N[rpm]の時の一秒辺りの回転数Ns[rps]は、
 Ns=N/60
質量mの移動する距離L[m]は、(1秒辺りの移動距離なので速度と同じ値をとる)
 L=2・π・r・N/60
質量mに作用するトルクT[kgf・m]とmに作用する駆動力F[N(ニュートン)]は、
 F=T/r・g 
ここでgは重力加速度9.80665m/s^2
ここで、1秒辺りの出力P[J(ジュール)]は出力率[W(ワット)]と同じ値を取るので、
 P=F・L
  =(T/r・g)・(2・π・r・N/60)
  =T・N・2・π・g/60 [W]
1ps[仏馬力]=735.5Wより馬力表示に変換すると、
 PS=T・N・2・π・g/60/735.5 [ps]
   =T・N・0.00139626

RZV500Rは64ps/8500rpm、5.7kgf・m/7500rpmを用いて計算し、式を確かめてみる。
64ps/8500rpmの時のトルクは、
 T=64/0.00139626/8500=5.39kgf・m
また5.7kgf・m/7500rpmの時のパワーは、
 PS=5.7・7500・0.00139626=59.69ps
ちなみに輸出仕様88ps/9500rpm時のトルクは、
 T=88/0.00139626/9500=6.63kgf・m


上記より、出力〜トルク計算式は確かめられた。

PS=T・N・2・π・g/60/735.5 [ps]

  =T・N・0.00139626

 Tトルク[kgf・m]、N回転数[rpm]、g重力加速度[9.80665m/s^2]


ICARUS

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