전력 대역
Power band |
내연 엔진 또는 전기 모터의 동력 대역은 엔진 또는 모터가 최대 출력, 즉 시간 단위당 최대 에너지를 출력할 수 있는 작동 속도 범위입니다.이는 일반적으로 이 대역 내에서 최대 가속을 달성할 수 있다는 것을 의미합니다(대부분 낮은 효율의 희생을 감수해야 합니다.엔진과 모터의 작동 속도 범위는 넓은 반면, 동력 대역은 일반적으로 엔진 속도 범위가 훨씬 더 작아 전체 엔진 속도 범위의 절반 이하에 불과합니다(전기 모터는 예외입니다. 아래 전기 모터 섹션 참조).
구체적으로는 전력 대역은 피크 출력 주위의 RPM 범위입니다.내연 가솔린 자동차 엔진의 동력 대역은 일반적으로 최대 토크가 생성되는 미드레인지 엔진 속도(약 4,000RPM)에서 시작하여 최대 출력(5,000RPM 이상 7,000RPM 미만)에 도달한 후 빨간색 라인 아래로 끝납니다.자동차 및 소형 트럭의 디젤 엔진은 출력 피크가 5,000rpm 미만일 때 최대 토크가 2,000rpm 미만일 수 있습니다.
적용들
기어비가 서로 다른 기계적 변속기는 전체 차량 속도 범위에서 만족스러운 출력을 제공하도록 설계되었습니다.기어비를 선택하는 목적은 엔진을 동력 대역에서 계속 작동시키는 것입니다.밴드가 좁을수록 더 많은 기어가 필요하며, 기어비가 서로 더 가깝습니다.신중한 기어 선택을 통해 모든 차량 속도에서 동력 대역에서 엔진을 작동할 수 있습니다.이러한 사용은 저속 또는 권장 작동 속도를 초과하는 엔진 작동을 방지합니다.
좁은 파워밴드는 클러치나 토크 컨버터 등의 동력분할장치에 의해 보상되는 경우가 많아 효율적으로 폭넓은 속도를 달성할 수 있다.또한 연속 가변 변속기는 엔진을 최적의 속도로 작동시킴으로써 좁은 동력 대역의 문제를 피할 수 있습니다.
내연기관
차량에서 사용되는 일반적인 연소 엔진의 경우 공회전 속도에서 토크가 낮고 1,500~6,500rpm의 최대값에 도달한 다음 빨간색 선을 향해 다소 빠르게 떨어집니다.최대 토크 RPM 이하에서는 압축이 이상적이지 않습니다.이 속도 이상에서는 마찰력 증가, 밸브 폐쇄 및 연소 소요 시간, 흡기 흐름 부족 등 몇 가지 요인이 토크를 제한하기 시작합니다.진동과 열의 증가로 인해 외부 RPM 제한도 설치될 수 있습니다.출력은 회전속도와 회전속도를 곱한 값(선형 시스템에서 속도에 곱한 것과 유사)이므로 피크출력은 높은 토크와 높은 RPM이 모두 존재하는 높은 속도 범위에서 생성됩니다.
풍부한 토크가 발생할 가능성이 있는 터보차지 및 슈퍼차지 엔진의 경우 흡기 압력 조절 시스템이 엔진 속도 범위에 걸쳐 토크를 거의 일정한 수치로 제한하여 엔진의 스트레스를 줄이고 피크 출력을 감소시키지 않으면서 일관된 핸들링을 제공합니다.
가솔린 엔진
파워밴드는 오토바이와 포뮬러 원 자동차와 같은 일부 경주용 자동차에서 14,000RPM을 넘을 수 있다.이러한 고속화에는 경량 피스톤과 짧은 스트로크로 커넥팅 로드를 사용하여 관성을 감소시켜 부품에 대한 부하를 줄입니다.밸브 기술의 발전도 이와 유사한 속도에서 밸브 플로트를 감소시킵니다.엔진이 커짐에 따라(특히 스트로크), 동력 대역은 저속으로 이동합니다.
보다 일반적인 용도에서는 우수한 연료를 사용하는 현대적이고 잘 설계되고 엔지니어링된 연료 분사, 컴퓨터 제어, 멀티 밸브 및 가변 밸브 타이밍 장착 가솔린 엔진이 낮은 엔진 속도에서도 충분한 토크와 1,50의 비교적 평탄한 출력으로 자동차 분야에서 놀라운 유연성을 달성할 수 있습니다.0 ~ 6,500 RPM으로 정속 주행이 용이하고 저속 동작도 허용됩니다.그러나 강력한 가속이나 고속 주행 시 최대 출력을 달성하려면 여전히 높은 RPM이 필요합니다.문자 그대로의 파워밴드가 작동 RPM 범위의 대부분을 커버하지만(특히 1단 기어에서 변속할 하부 기어가 없고 엔진이 아무런 동력을 생성하지 않는 "플랫 스폿"이 없기 때문에), 유효 대역은 각 기어에서 변화하여 리미터 또는 대략적으로 배치된 지점에 의해 상한 단에서 제한된 범위가 됩니다.최대 출력과 전원이 떨어지는 빨간색 선, 그리고 저단부에서는 엔진의 공회전 속도입니다.
디젤 엔진
일반적인 도로 주행용("고속") 디젤은 폭이 좁아져 낮은 RPM(종종 1,500~2,000RPM)에서 피크 토크를 발생시키지만, 이 속도보다 더 급격한 하강과 약 3,500~4,500RPM의 피크 출력에 도달하여 다시 이 속도 이상으로 급격히 강도가 감소합니다.터보 지연(대부분의 터보차지 엔진 고유의 좁고 과장된 동력 대역)이 있는 터보차지 디젤 엔진은 이러한 특성을 더욱 두드러지게 나타낼 수 있습니다.따라서 제조자(또는 구매자/수식자)가 선택한 기어와 사용 가능한 비율을 적절히 사용하는 것은 가용 전력을 최대한 활용하고 평지에서 "고장"되는 것을 방지하기 위해 더욱 중요합니다.
기관차와 일부 수상 선박의 대형 디젤 엔진은 디젤 전기 구동 방식을 사용한다.이를 통해 아래 설명된 바와 같이 극도로 낮은 기어의 복잡성을 해소할 수 있습니다.
가장 큰("저속") 디젤(육지에서는 대형 발전기, 바다에서는 해양 디젤)은 공회전 속도가 20-30RPM인 수백 RPM 이하로 회전할 수 있습니다.이 엔진은 보통 2행정 디젤 엔진입니다.
전기 모터
전기 모터는 여러 면에서 독특합니다. 특히 전력 대역에 관한 한요.정확한 특성은 전기 모터의 종류에 따라 크게 다릅니다.범용 모터(진공 클리너, 소형 기계, 드릴, 스타터 모터)의 최대 토크는 제로 회전 속도(정지 시)에서 발생하며 RPM이 높을 때 감소합니다.고정 주파수 AC 소스에 연결된 유도 모터(대규모 애플리케이션에서 가장 일반적)의 경우, 최대 토크는 일반적으로 동기 RPM 바로 아래이며, 이 RPM의 경우 0으로 싱크되고 그 위(유도 제너레이터)에서 음이 됩니다. 낮은 RPM에서는 일반적으로 토크가 약간 낮습니다.동기 모터는 AC 소스 동기 속도에서만 사용할 수 있습니다.현대적인 용도에서는 주파수를 전자적으로 제어하는 동기 및 유도 모터를 사용합니다(예: 브러시리스 DC 전기 모터).이 경우 외부 제한이 적용되지 않는 한 낮은 RPM에서 최대 토크가 달성됩니다.
예를 들어, Tesla Roadster(2008)에 장착된 AC 모터는 0~약 6000RPM의 거의 일정한 최대 토크를 생성하는 반면, 최대 출력은 토크가 떨어지기 시작한 지 한참 후에 약 10000RPM에서 발생합니다.로드스터의 레드라인은 14,000RPM입니다.다른 전기 모터는 사실 전체 작동 범위에서 최대 토크를 발생시킬 수 있지만, 최대 작동 속도는 신뢰성 향상을 위해 제한될 수 있습니다.
가스 터빈
이에 비해 가스터빈은 매우 높은 RPM으로 작동하며 좁은 파워밴드와 스로틀 및 스로틀 응답성이 떨어집니다.
