IPB

Welcome Guest ( Log In | Register )

Cuplu vs. Cai putere

This topic is about Cuplu vs. Cai putere, the author, Eugen60134, wrote about: Și deși sunt off topic, ajung să vorbesc despre diferența dintre un diesel un benzinar. În oraș, pentru cei cărora le place să conducă liniștit și să ... To read more just scroll down

12 Pages V  < 1 2 3 4 5 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Cuplu vs. Cai putere
Eugen60134
post Jan 18 2007, 08:22 PM
Post #41


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Și deși sunt off topic, ajung să vorbesc despre diferența dintre un diesel un benzinar. În oraș, pentru cei cărora le place să conducă liniștit și să aibă rezerve pentru demaraj se potrivește cel mai bine motorul diesel. Motorul diesel are cuplu mai mare decât benzinarul la aceeași capacitate cilindrică. În plus, dieselul are cuplu mare pe la 2000rpm, iar motorul pe benzină pe la 3000rpm, altele pe la 4000rpm, altele chiar mai mult.
Să zicem că ai două motoare de 2000cc, unul diesel, cu cuplul maxim de 240Nm la 2000rpm și unul pe benzină, cu cuplul maxim de 180Nm la 4000rpm. Problema benzinarului este că la 2000 rpm dezvoltă maxim 130Nm, iar problema dieselului este că la 4000 rpm dezvoltă maxim 140 Nm.
Să zicem că merg ambele mașini constant cu 50km/h. Motoarele merg cu 2000 rpm și dezvoltă un cuplu de 40Nm, numai că dieselul este la turația de cuplu maxim iar benzinarul este mult sub turația de cuplul maxim. Asta înseamnă că dacă se apasă pedala la podea, dieselul poate dezvolta încă 200Nm, în timp ce benzinarul mai poate da numai 110Nm. Asta înseamnă că dieselul va țâșni cam de două ori mai repede.
Să zicem acum că ambele ambele mașini merg constant cu 180km/h și au 4000rpm. Ambele motoare dezvoltă 120Nm. Dacă apeși pedala la podea dieselul mai poate da numai 20Nm și nu mai demarează în timp benzinarul mai dă 60Nm și mai poate sprinta.

Asta se întâmplă în teorie iar cifrele sunt pe alocuri puțin forțate, doar pentru puterea exemplului, dar acesta este fenomenul. În practică, motoarele de capacități diferite au în general și cutii de viteză cu rapoarte diferite, așa diferența dintre motorizări nu se simte chiar ca în exemplu, pentru că la aceeași viteză motoarele au regimuri de turație diferite. La motorizări pe benzină și motorină de aceeași capacitate, iarăși diferă cutiile de viteză și senzația diferă de cea din exemplu.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 18 2007, 10:26 PM
Post #42


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



Comparatiile sunt trase de par. Depinde de cutia de viteze si de regimul pentru care a fost gandit motorul. Din doua motoare cu puteri egale, la o anumita viteza sprinteaza mai tare ala care la viteza respectiva e mai aproape de turatia de putere maxima, indiferent de tipul motorului. Poti compara acelasi motor in trepte diferite de viteza sau motoare diferite, nu are importanta.
Sprintul depinde de cuplul LA ROATA si nu la flansa. Iar cuplul la roata depinde de PUTEREA disponibila si de viteza unghilara a rotii indiferent daca vorbim de motor electric, termic sau cu pedale.

Si ca sa te prinzi unde te inseli, uite tema de casa. Se dau doua masini cu acelasi motor, cu diagrama de cuplu-putere din imagine (aproximativ corecta pentru Nubira 2L 133CP). Cele doua masini merg umar la umar, cu 65km/h. Una e in treapta a 4-a la 2400rpm (turatie la care are 184Nm) si cealalta in treapta a 2-a la 4600rpm (turatie la care are 177Nm). Daca acceleraza brusc, care din ele ajunge prima la 90 la ora si de ce?

Aceeasi problema, un caz mai extrem. La 85km/h una are 6000rpm intr-a doua (si 146NM disponibili) si cealalta 2450rmp intr-a 5-a (si 183Nm). Care prinde prima 90? smile.gif

Raspunsul a fost ilustrat grafic undeva pe forum wink.gif

De fapt, daca cauti programelul cartest poti sa te joci singur cu diferite variante de motorizare si cutii de viteze si sa faci liniute virtuale wink.gif
Attached File(s)
Attached File  181209.gif ( 24.15K ) Number of downloads: 23
 


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
f1anatic
post Jan 19 2007, 06:56 AM
Post #43


Subaru Anti-Hero
******

Group: Moderator
Posts: 5.293
Joined: 13-May 04
From: F 1 World
Member No.: 25.368



Sint masini pe benzina pe lumea asta care ar macelari un dieselar de aceeasi capacitate cilindrica oricind si oriunde.

Ma scuzi dar comparatiile tale sint cam trase de par; dupa cum a spus si JkW. Vrei un exemplu

QUOTE
Să zicem că ai două motoare de 2000cc, unul diesel, cu cuplul maxim de 240Nm la 2000rpm și unul pe benzină, cu cuplul maxim de 480Nm la 4000rpm.


Mentinem diesel-ul tau - oricare ar fi el - si alegem un Subaru Impreza WRX STi sau un Mitsubishi Lancer EVO 9. Hmmm...cred ca ma opresc aici.


--------------------
Schumi drive it like you stole it !
Subaru Legacy & Forester ; Jeep Grand Cherokee
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 08:33 AM
Post #44


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Sunt de acord cu voi și stiam lucrurile astea. Ultimul paragraf din ultimul meu post asta și spune, dar exemplele mele încercau să exemplifice noțiunile de putere și cuplu luând niște condiții simple (ideale). Sunt oameni care nu au înțeles noțiunile și dacă vreți să i le explicați prin alte noțiuni precum energie, entalpie, diagrame, formule, rapoarte, i-ați lăsat în ceață. Dacă vreți să comparați și mărci diferite, cu tehnologii diferite, eventual turbo cu non turbo, deja nu mai iese nimi. Citiți cu atenție ce am scris, și veți vedea că am redus diagrama pusă acolo numai la vitezele date ca exemplu.

Nu vreau să discut în contradictoriu pentru că e plin forumul de așa ceva și nu este constructiv.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 19 2007, 09:02 AM
Post #45


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



Nu e vorba de discutat in contradictoriu... Incercand sa raspunzi la problema mea, si sa-ti argumentezi raspunsul vei vedea unde e eroarea in argumentatia anterioara. Ecuatiile au mai fost scrise pe forum, au fost ilustrate si grafic, insa cand le descoperi singur le intelegi mult mai bine wink.gif Fa totusi exercitiul propus, doar n-ai de pierdut nimic, cu exceptia a 10 minute. Asta pentru partea analitica smile.gif
Valorile date sunt aproximativ corecte, si eventual filmez bordul in timp ce fac testul ca sa probam teoria cu practica.

Pentru partea experimentala, compara performantele a doua masini cu puteri si mase similare si cupluri foarte diferite (un td si o benzinara). Si apoi compara si performantele a doua masini cu mase si cupluri similare insa puteri diferite. Eu am mai dat asemenea exemple insa am uitat unde blush.gif


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 09:44 AM
Post #46


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



@James Kilowatt, te pricepi la diagrame și calcule.

Mai întâi îți răspund direct: mașina în treapta a doua de viteză urcă mai repede, dar ipoteza ta de lucru este greșită și să îți spun de ce. Diagrama de cuplu pe care ai dat-o este așa cum ai spus și tu, diagrama de cuplu la volantă. Dacă vrei într-adevăr să faci o diagramă, trebuie să faci diagrama cuplului la roată.
De fapt, pentru o mașină cu 5 trepte de viteză sunt 5 diagrame de cuplu la roată, câte una pentru fiecare treaptă. Cel mai mare cuplu la roată se obține în viteza I și cel mai mic în viteza a V-a. Adică diagramele de cuplu la roată sunt identice, perfect paralele, una sub alta, cea de sus corespunzătoare treptei I de viteză, iar cea mai de jos, treptei a V-a de viteză.
Dacă revin la exemplul tău, analiza se face de fapt pe două diagrame de cuplu pentru prima mașina în treapta a IV-a de viteză se face pe a IV-a diagramă de sus în jos (cuplu la roată mic) iar pentru a doua mașină, în treapta a două de viteză se face pe a doua diagramă de sus în jos (cuplu la roată mare).
Diferența de cuplu dintre cele două diagrame la roată este în favoarea mașinii în treapta a doua de viteză, care va accelera mai repede.

În exemplul meu ar fi trebuit să mai spun și că ambele mașini au o singură treaptă de viteză și că au același factor de multiplicare.

Hai să ne întoarcem și la formulele de la fizică.

Accelerația, este raportul dintre forță și masă: a=F/m. Aș traduce așa: accelerația este cu atât mai mare cu cât forța aplicată este mai mare. O aceeași forță aplicată unei mase mai mari va produce o accelarație mai mică.

Cuplul este produsul dintre forță și brațul forței M=F*b. Brațul forței adică raza cercului pe care se face mișcarea circulară. În cazul motorului ar fi distanța dintre centrul de rotație al (axa) volantei și brațele volantei pe care sunt montate pistoanele (nu știu cum se numesc). Cuplul acesta se transferă de la volantă la roată prin cutia de viteză. Forța de tracțiune care pune mașina în mișcare apare la punctul de contact dintre cauciuc și asfalt. Forța de acolo este F=M/b. Brațul forței este diametrul roții alterat de rapoartele cutiei. Din cauza rapoartelor de multiplicare forța de tracțiune la roată este din ce în ce mai mică cu cât treapta de viteză este mai mare, și din cauza asta accelerația scade în treptele superioare.

Puterea este prin definiție energia produsă în unitatea de timp. Un motor este cu atât mai puternic cu cât poate produce o energie mai mare într-un timp mai scurt. O altă definiție a puterii este ca produs dintre forță și viteză P=F*v. Adică la aceeași forță, mai puternic este motorul care poate deplasa mașina cu o viteză mai mare (exemplul cu rahiticul și culturistul).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 10:13 AM
Post #47


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Explicația dată anterior, chiar dacă am pus și formule, este oarecum empirică. Mai vin cu o explicație, tot empirică.
Explozia are loc în cilindru. Presiunea exploziei creează o forță pe suprafața pistonului și îl impinge într-o mișcare de translație. Mișcarea de translație a pistoanelor este transformată în mișcare de rotație de către volantă. Mișcarea de rotație este transmisă prin cutia de viteze cu mai multe rapoarte la roată, care deplasează liniar mașina.
Accelerația mașinii este dată de forța din punctul de contact al roții cu asfaltul, forță care trage mașina. Acea forță este forța generată de explozie pe suprafața pistonului, multiplicată/demultiplicată de volantă, cutie și roată. Toate cele 3 creează un anumit factor de multiplicare, variabil în funcție de treapta de viteză. Dar cred că este important de reținut că forța dă accelerația.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 10:20 AM
Post #48


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



@James Kilowatt la o anumita viteza sprinteaza mai tare ala care la viteza respectiva e mai aproape de turatia de putere maxima

Am uitat să te contrazic, nu ai dreptate:
1. accelerația maximă într-o anumită treaptă de viteză o obții pe palierul de turație cu cuplul maxim.
2. accelerația mai mare la o anumită viteză o obții într-o treaptă de viteză mai mică (prin retrogradare) tocmai pentru că îți oferă un raport de multiplicare care transmite o forță mai mare la roată, chiar dacă te afli pe un palier de cuplu mai mic la motor (cum ar fi palierul de turație la care este dată puterea maximă în catalog). Obții un cuplu mai mare la roată.
na că te-am contrazis biggrin.gif

Am și eu o întrebare pentru tine: Ai o mașină de 1000kg, care are din catalog puterea maximă de 300 Kw la 5500 rpm. Mergi cu 50km/h în treapta I de viteză, pe teren orizontal, la 5500 rpm. Ce putere dezvoltă motorul?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 19 2007, 06:54 PM
Post #49


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



QUOTE(Eugen60134)
1.
De fapt, pentru o mașină cu 5 trepte de viteză sunt 5 diagrame de cuplu la roată, câte una pentru fiecare treaptă. Cel mai mare cuplu la roată se obține în viteza I și cel mai mic în viteza a V-a. Adică diagramele de cuplu la roată sunt identice, perfect paralele, una sub alta, cea de sus corespunzătoare treptei I de viteză, iar cea mai de jos, treptei a V-a de viteză.
.




Daca faci o diagrama cuplu roata-turatie, ai dreptate. Numai ca nu are nici o semnificatie, aceeasi turatie inseamna viteze diferite. Uite cum arata in cazul meu
Attached File(s)
Attached File  181417.gif ( 22.9K ) Number of downloads: 25
 


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 19 2007, 07:05 PM
Post #50


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



QUOTE(Eugen60134)
@James Kilowatt la o anumita viteza sprinteaza mai tare ala care la viteza respectiva e mai aproape de turatia de putere maxima

Am uitat să te contrazic, nu ai dreptate:
1. accelerația maximă într-o anumită treaptă de viteză o obții pe palierul de turație cu cuplul maxim.
2. accelerația mai mare la o anumită viteză o obții într-o treaptă de viteză mai mică (prin retrogradare) tocmai pentru că îți oferă un raport de multiplicare care transmite o forță mai mare la roată, chiar dacă te afli pe un palier de cuplu mai mic la motor (cum ar fi palierul de turație la care este dată puterea maximă în catalog). Obții un cuplu mai mare la roată.
na că te-am contrazis biggrin.gif

Am și eu o întrebare pentru tine: Ai o mașină de 1000kg, care are din catalog puterea maximă de 300 Kw la 5500 rpm. Mergi cu 50km/h în treapta I de viteză, pe teren orizontal, la 5500 rpm. Ce putere dezvoltă motorul?



1. Eu am formulat ipotezele.... aceeasi viteza, aceesi putere... accelereaza mai bine cel care e mai aproape de turatia de putere maxima (intr-o trapta inferioada, daca vrei). Ai afirmat-o si tu mai devreme. Ce spui tu amesteca ipotezele si cumva o sa-ti raspund cand raspun la problema. Intr-un caz ideal, ai dreptate, intr-o anumita treapta accelerezi cel mai tare la punctul de cuplu maxim. Insa accentuez.... CAZ IDEAL si O TREAPTA.
2. Sunt de acord, nu ma contrazici, deci te inseli cand spui ca ma contrazici biggrin.gif

Si acum problema
La o viteza data CONSTANTA puterea data de motor e ACEEASI indiferent de turatie si deci de viteza in care te afli, si care depinde doar de aerodinamica masinii (si eventual de masa si panta). Multumit?

Si acum revenind la cazurile ideale si neideale, la primul punct nu e chiar asa evident. Forta care iti da demarajul e data de diferenta intre ce ai la roata - aerodinamica. Plecand intr-o trapta sa spunem de la 1000 rpm spre 5000 rpm, forta la roata creste pana la cea de cuplu maxim, si apoi scade. Insa cea halita de aerodinamica creste aproximativ cu patratul vitezei. Diferenta intre cele doua poate atinge maximul mai jos decat turatia de cuplu maxim, insa sigur nu mai sus.


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 19 2007, 10:12 PM
Post #51


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



Si ca sa fim mai catolici decat Papa, cateva completari la lectia de fizica si o mica erata.

Ai facut o mica confuzie intre cuplu si moment, insa scuzabila. Forta ori bratul fortei da MOMENTUL. Cuplul teoretic este lucrul mecanic dezvoltat de MOMENT pe unitatea de unghi, adica radian. Numeric sunt egale, insa exista si mici diferente. Una la unitatea de masura, care e importanta atunci cand definesti puterea. A doua, momentul e vector iar cuplul scalar.

Puterea se defineste si ca Forta x Viteza si la motoarele care se invart ca CUPLU x Viteza unghiulara . De asta am facut precizarea de mai devreme..... punand cuplul in Nm nu mai ies unitatil de masura.

Revenind la masini, mai devreme spuneam ca la roata cuplul nu depinde de cel motor. Asamblul motor + cutie poate fi considerat o cutie neagra: Stiind puterea disponibila si turatia rotii poti determina cuplul la roata fara sa te intereseze ce fel de motor ai, rapoartele cutiei si asa mai departe. Vreau demaraj, cer motorului putere si nu cuplu. Daca puterea asta o obtin crescand turatia prin retrogradare, bagand inca o lopata de carbuni sau marind curentul intr-un motor electric, n-are nici o importanta.


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 10:37 PM
Post #52


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Este cât se poate de elocventă diagrama cuplu la roată / viteză de mai sus, dacă vrei să faci comparația cuplurilor la roată la o anumită viteză în funcție de treapta de viteză. Pe diagrama aceea se vede de exemplu că diagrama de cuplu la roată în treapta a doua se intersectează cu diagrama de cuplu la roată în treapta a treia pe la 90km/h. Adică, până la 90km/h demarajul este mai mare în treapta a doua decât într-a treia, cand diagrama roz coboară sub cea maron.

Aș vrea să analizez un pic diagrama cuplu motor / turație de mai sus. Între 2300 și 2700 este un vârf de cuplu, peste cuplul din plaja 2700-6000. Dacă o iei fără să schimbi viteza de la 1600 rpm și te duci până la 6000, demarajul cel mai bun îl obții în plaja 2300-2700, va fi o scădere considerabilă de demaraj în jurul lui 3600, iar după 5700 demarajul va scădea sub demarajul de la 1600. Se mai vede că la 5500, care este turația de putere maximă, cuplul motor deja se înmoaie, este cam cât pe la 2200 rpm, iar demarajul tot la fel ca la 2200, oricum destul sub demarajul de la 2400 (I win).

Iar acum, dacă facem un concurs cu mașini identice, care au diagrama de cuplu motor de mai sus, mergem amândoi cu 50km/h, eu în treapta a treia cu 2400rpm și tu într-a doua cu 3600 rpm (conform diagramelor cuplu la roată/viteză), deși eu sunt la turația de cuplu motor maxim iar tu ești chiar în gaura de cuplu motor, pe tine te ajută treapta de viteză, furnizându-ți la roată 1300Nm, iar mie numai 1000Nm - pe diagramă (you win).

Concluzii:
1. demarajul maxim într-o treaptă de viteză îl obții în dreptul turației de cuplu maxim, nu de putere maximă.
2. demarajul maxim la o anumită viteză îl obții retrogradând, beneficiind de raportul treptei mai mici care îți oferă cuplu la roată mai mare decât pe turația de cuplu maxim din treapta următoare, turând motorul spre zona de putere maximă.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 19 2007, 10:46 PM
Post #53


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Sunt de acord cu definițiile și formulele de putere date de tine. Mai este o formulă a=F/m, care este principiul al doilea al dinamicii (Newton).

Voi continua mâine ...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 19 2007, 11:06 PM
Post #54


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



In rest, incepem sa vb aceeasi limba. Cu 2 sunt de acord, cu 1 la fel considerand un caz ideal.


Analiza curbei e corecta, pentru un caz ideal, insa oarecum inutila. Adica faci o comparatie a demarajul la 5700rpm cu cel la 2400 rpm, adica sa spunem pe cel de la 50 la ora cu cel la 120 la ora...

Revenind la versusul diesel vs benzina, cele doua diagrame pot fi suprapuse si comparate. Pentru motoare de aceeasi putere cutii etajate inteligent, probabil diferentele sunt minore sau inexistente.
Daca una din masini (indiferent care) are cutia prea scurta, castiga la demaraj la viteze mici si pierde la viteze mari.
Daca o are prea lunga pierde peste tot, adica pierde la viteze mici fiind handicapata de cutie si la viteze mari nu mai apuca sa ajunga, fiindu-i necesara o putere mai mare decat poate da si vitezele la care teoretic ar fi in avantaj nu le mai poate atinge.... cam asa se intampla la benzinarele cu motoare mici, si de obicei dieselele au cutiile cam scurte. (adica unele nu apuca sa atinga turatia de putere maxima, iar celelalte reusesc sa o depaseasca)
Multe dintre benzinarele cu motoare mici ating viteza maxima intr-a 4-a si nu a 5-a (fosta mea Ibiza, hyundai accent 1.3, etc). Comparand demarajul in treapta a 5-a vs un diesel de aceeasi putere pierde, insa asta nu inseamna ca nu i-ar putea face fata daca uita de treapta a 5-a.... indiferent ce-ar face dieselul.


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 20 2007, 02:57 AM
Post #55


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



JKW: de acord cu ultimul post...

... dar mă întorc la afirmațiile tale mai vechi de pe topic. Susții că de fapt nu cuplul contează la demaraj, cât contează puterea și toate explicațiile le dai numai pe grafice de putere. Eu spun că este exact invers. Cam la fel văd că a spus și Iulian: "chestia care împinge mașina este cuplul". De fapt aici am vrut să ajung cu exemplele mele.

Hai să mă explic:
Primul principiu al dinamicii este ce al acțiunii și reacțiunii: un corp își păstrează starea de repaus sau de mișcare rectilinie și uniformă atât timp cât asupra lui nu intervine vreo forță care să-i modifice această stare.
Al doilea principiu al dinamicii este: accelerația unui corp este proporțională cu forța aplicată și este îndreptată după direcția în care acționează forța.
(Newton)

În lumea pe care o putem percep noi, ceea ce pune în mișcare lucrurile este forța. În mișcarea circulară este cuplul, dar la baza lui stă tot forța. O simți că te trage, că te împinge. Mai poți să simți energia: energia electrică se transformă în căldură și te încălzește (energie termică, radiație), în lumină (energia undei luminoase, tot radiație), în muzică (energia undei acustice), poate pune în mișcare un tren pe pernă magnetică, sau un motor electric (energia câmpului electromagnetic).

Puterea nu există, este doar o noțiune (indispensabilă) și a fost inventată de om în scopul dezvoltării unor teorii. Prima definiție a puterii este energia dezvoltată în unitatea de timp P=E/t, sau lucrul mecanic (tot una) efectuat în unitatea de timp P=L/t. Cu alte cuvinte, măsoară capacitatea unei surse de a genera energie într-un timp dat. Puterea sursei este cu atât mai mare cu cât dă mai multă energie într-un timp mai scurt. Un radiator cu putere mai mare încălzește mai repede, dar nu simți puterea, ci energia care te încălzește. Un bec de putere mai mare dă mai multă lumină, dar iarăși, nu simți puterea. Nu vreau să reduc ceea ce există la ceea ce se simte, dar puterea nu există, e doar o noțiune.

Puterea maximă a unui motor reprezintă energia maximă pe care o poate genera într-o unitate de timp. Motorul nu generează putere, ci energie, care se transformă în presiune în cilindru, apoi forță pe piston apoi cuplu în volantă, cutie și roată și în final forță la contactul roții cu asfaltul, care mișcă mașina. Dacă ne raportăm la deplasarea mașinii, puterea este P=L/t=F*d/t=F*v. Este Forța la roată x Viteza de deplasare, sau cum ai spus și tu, este Cuplul la roată x Viteza unghiulară a roții.
Formula P=F*v este mi se pare foarte importantă pentru explicație pentru că arată că puterea crește proporțional cu viteza de deplasare. Forța este cea dezvoltată de motor și care trebuie să învingă forțele de frecare cu asfaltul, forțele de frecare din transmisia mașinii, rezistența opusă de alternator, de compresorul aerului condiționat și rezistența aerului la viteze mari. Dacă primele pot fi considerate oarecum constante, rezistența aerului crește cu pătratul vitezei.
Dacă mă întorc la al doilea principiu al dinamicii, văd clar că accelerația depinde de forță (a se citi cuplu la roată), și cu cât forța (nu puterea) este mai mare cu atât accelerația este mai mare. Forța (cuplul) este ingredientul principal al accelerației (demarajului) și nu puterea.

a=F/m=(Ft-Fr)/m unde Ft este forța de tracțiune la roată, iar Fr este forța de rezistență opusă mașinii, cu componentele enumerate mai devreme. Practic, cu cât forța de tracțiune a mașinii (cuplul) este mai mare, cu atât demarajul este mai mare.

Am pus mai devreme o întrebare: ce putere dezvoltă mașina aceea la 50km/h? Cam 10-15kw, indiferent de puterea maximă a mașinii. Puterea aceasta măsoară cantitatea de energie pe care trebuie să o dezvolte motorul în unitatea de timp pentru a menține viteza mașinii, cu alte cuvinte, este ca o unitate de măsură.

Atunci la ce mai este bună puterea? Puterea măsoară practic ritmul în care motorul produc energia (ritmul în care poate să susțină forța respectivă). Iar dacă vorbim despre puterea maximă, este ritmul maxim în care ar putea produce energia.

Mai trag o dată concluzia: cuplul este marele responsabil de demaraj și nu puterea.

Și totuși factorul principal de analiză atunci când se alege o mașină este puterea, pentru că dă automat informații și despre cuplul pe care îl poate dezvolta și nu îți poate înșela prea mult așteptările.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 20 2007, 10:49 AM
Post #56


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Dacă se analizează mai bine formula P=F*v se trage concluzia că puterea maximă din catalog dă informații asupra vitezei maxime constructive pe care o poate atinge mașina. Mai devreme spuneam că forța de rezistență are câteva componentă, din care frânarea aerului crește cu pătratul vitezei mașinii. Așadar, pentru a prinde viteze din ce în ce mai mari, sunt necesare puteri care cresc mai mult decât proporțional cu viteza.

Dacă, ipotetic, toate mașinile ar avea aceeași cutie de viteză, ar demara mai repede mașinile cu cuplu mai mare și ar prinde viteză maximă mai mare mașinile cu putere mai mare. Cu o asemenea cutie de viteze, motorul de 300Nm ar putea fi folosit la arat asfaltul comparativ cu motorul de 180Nm. Numai că primul s-ar plafona la o viteză de 150km/h, iar al doilea s-ar duce la 200km/h.

În practică, mașinile cu cuplu mai mare sunt dotate cu cutii de viteze mai largi, astfel încât să se beneficieze și de un demaraj mai mare (dar nu exagerat), dar și de o viteză mai mare într-o plajă de turație "rezonabilă".

Și iar închei cu concluzia: puterea este responsabilă de viteza maximă pe care o poți prinde.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 20 2007, 11:34 AM
Post #57


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



Pai nu te-am contrazis... cuplul LA ROTI e cel care trage masina. Numai ca el NU DEPINDE de cel la motor ci de PUTEREA motorului si TURATIA ROTII (si o constanta de adimensionalizare).
Daca vrei sa il calculezi functie de cuplul motor esti obligat sa iei in calcul si cutia de viteze, care e un factor perturbator.

La intrebare am raspuns si eu, vezi mai sus.

Comparand un diesel cu o cutie etajata "sport' care atinge turatia de putere maxima la 160 la ora (Clio DCI 65 a lui taica-miu) cu o benzinara "confort" care atinge turatia de putere maxima la 210km/h (Ibiza 71CP a mea) clio e mai iute la demaraj si cam la fel la viteza de varf. Insa nu datorita motorului si a cuplului, ci a cutiei. O comparatie corecta ar fi Clio treapta 5 puterea maxima la 160 - Ibiza treapta 4 - putere maxima tot la 160. In cazul asta, raportul se schimba si cei 6CP devin mai importanti decat 90Nm....

La motoarele mai mari e mai diferit. La Nubira mea ating intr-a 5-a puterea maxima pe la 195km/h.... adica destul de jos pentru o masina cu 130CP. Pus langa un TDI 130 care are cu peste 50% mai mult cuplu se comporta foarte onorabil chiar si in aceeasi treapta de viteza, desi si TDI-urile au cutia la fel scurta... Si e mai iute la demaraj in unele situatii in treptele superioare chiar fata de benzinare mai puternice si mai usoare (sa zicem Mazda3 150CP) care au din nou o cutie etajata lung. Asta nu inseamna motor superior, ci pus si simplu cutie scurta care favorizeaza reprizele.

Iesind din cazul ideal, la viteze mari devine importanta aerodinamica si puterea "bruta", iar masa masinii si raportul putere/masa pierde din importanta. Revenind la lectia de fizica, la viteze mari, energia data de motor se duce intr-o proportie mare in invingerea aerodinamicii (in final ajungand caldura) si doar un procent mic in energia cinetica (adica sporirea vitezei, sau acceleratie). O masinuta usoara poate scoate un timp foarte bun 0-100 chiar si cu CP putini, insa la viteze mari nu mai face fata... Ibiza mea bate la 0-100 un passat TDI 100CP, insa nu si la reprize la viteze mari sau la viteza de varf.


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 20 2007, 01:46 PM
Post #58


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Te rog să detaliezi cum depinde cuplul la roată de puterea motorului. Ești foarte sigur de ce spui și cred că îmi scapă ceva. Dacă reușești să explici și/sau să pui în formule (am înțeles că ești inginer naval) am să mă prind cu siguranță.

Cum ai spus și tu, cuplul la roată este cuplul motor înmulțit cu un factor de scală și cu raportul de transmisie al cutiei, care este din ce în ce mai mic cu cât treapta de viteză este mai mare. Fix. Între volantă și roată există o cutie neagră, cu un raport de multiplicare în transmisia cuplului. Dacă notez R1, R2, R3, R4, R5 rapoartele de transmisie pentru treptele de viteză 1..5, R1<R2<R3<R4<R5, atunci cuplul la roată Mr se poate scrie în funcție de cuplul motor Mm sub forma Mr=Ri*Mm unde i este treapta de viteză. Iar forța de tracțiune care produce accelerația este cuplul la roată împărțit la raza roții, r: Ft=Mr/r, sau

Ft=Mm*Ri/r, iar accelerația este
a=(Ft-Fr)/m, care înseamnă:

Forța de tracțiune a mașinii și accelerația sunt direct proporționale cu cuplul motor
Forța de tracțiune și accelerația sunt invers proporționale cu treapta de viteză și cu masa mașinii.
Forța de tracțiune și accelerația sunt invers proporționale cu lungimea treptelor de viteză (raportul de transmisie Ri).

Nu intervine nicăieri factorul putere în acest calcul, dar pot să-l introduc prin formula P=F*v.

La mers constant, adică accelerație zero, forța de tracțiune a motorului nu trebuie decât să învingă decât forța de rezistență la înaintare, adică Ft=Fr. Puterea dezvoltată de motor este practic P=Fr*v.
La accelerație (apeși pedala), forța de tracțiune trebuie să fie mai mare decât forța de rezistență la înaintare. Cu cât cuplul (maxim) pe care poate să îl dea motorul la turația respectivă este mai mare (din diagrama de cuplu/turație) cu atât forța de tracțiune la roată, implicit accelerația, sunt mai mari. Puterea este proporțională cu cuplul (forța) cerut din pedală, iar puterea maximă pe care o dă motorul este corespunzătoare vitezei de deplasare și cuplului maxim dezvoltat de motor la turația respectivă. Pmaxv=Mmmax*Ri*v/r.

Accelerația nu depinde de putere, ci de forța de tracțiune, alias cuplul motor.
Insist și afirm că deși am folosit și eu noțiunea de "putere dezvoltată" ca terminologie, de fapt nu dezvoltă putere. Motorul generează energie, materializată în cuplu motor, cuplu la roată, forță de tracțiune. Puterea este doar o măsură a capacității motorului de a genera energie și cuplu și deși este o noțiune abstractă, este un factor important, alături de cuplu, în analiza motorului.

Te rog, explică și tu de ce crezi că puterea este factorul esențial în demaraj și nu cuplul.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Eugen60134
post Jan 20 2007, 01:57 PM
Post #59


sofer
***

Group: Membri
Posts: 90
Joined: 4-November 05
From: Bucuresti
Member No.: 60.127



Iar acum aș încerca să-i raspund lui Virgil care a întrebat cum să aleagă unul din cele două motoare, cel care dezvoltă cuplu de 305Nm/2000rpm și 103kw/4000rpm sau cel care dezvoltă cuplu de 163Nm/3900rpm și 103kw/6500rpm.

Ambele mașini îi vor răspunde aproximativ la fel la solicitărilor și pe drum de munte, și în oraș și cu greutate mare, numai stilul de condus diferă.
Dacă vrea să conducă tot timpul ultra sportiv, cu demarje și frâne grămadă, îi place zgomotul, nu-l interesează consumul, i-aș recomanda motorul cu 163Nm/3900 rpm. Stilul de condus: țânțar.
Dacă vrea să conducă liniștit, să asculte muzică liniștit, să consume onorabil dar să știe că dacă cere putere primește atunci i-aș recomanda motorul de 305Nm/2000rpm. Stilul de condus: bărzăune.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
James Kilowatt
post Jan 20 2007, 02:44 PM
Post #60


specialist
******

Group: Moderator
Posts: 13.271
Joined: 30-June 04
From: Bruxelles (Belgia)
Member No.: 28.666



Puterea si cuplul sunt legate strans intre ele, asa cum ai intuit. P=M*w (viteza unghiulara). Ambele sunt importante, numai ca nu poti calcula acceleratiile numai functie de cuplu. Esti obligat sa complici problema luand in calcul raportul de demultiplicare, care daca variaza face de fapt sa varieze si puterea.Practic nu e gresit ce spui, numai ca te invarti in jurul cozii si oricum o dai nu poti calcula acceleratia doar functie de cuplu, ci si de raportul de demultiplicare, pe care daca le modifici modifici si PUTEREA. Scriind insa aceleasi ecuatii functie de putere nu te mai intereseaza raportul de demultiplicare.

Nu am spus ca nu conteaza cuplul, sau ca nu e esential, ci ca nu e SEMNIFICATIV. Ca sa devina semnificativ trebuie neaparat luat in calcul raportul de demultiplicare. Comparand doua masini cu rapoarte diferite de demultiplicare, comparam practic mere cu pere. Un diesel de 100kw si un benzinar de 100kw, comparate la 4000rpm nu inseamna nimic. Dieselul are o viteza, si puterea maxima, iar benzinarul alta viteza si o putere inferioara celei maxime.

Ca sa simplificam, putem plecat de la ideea cu cutia neagra. Nu ma intereseaza tipul si transmisia motorului. Luam un caz ideal
O masina de 1t merge cu 10m/s si are un motor care dezvolta 100kw (nu am idee de ce fel de motor, poate fi electric, cu explozie, sau cu reactie). Poti calcula acceleratia maxima teoretica pe care o obtine?
O alta masina de 1t merge cu 10m/si are un motor cu care dezvolta 100Nm. Ce poti calcula cu informatia asta?

De asta am spus ca puterea e semnificativa, si nu cuplul.
In plus, asa cum ai spus, puterea o schimbam prin schimbarea vitezei. Valoarea cuplului inscrisa in catalog, nu face doi bani fara a scrie si rapoartele de demultiplicare.
Cand scoti untul dintr-o masina, o tii in zona de turatie unde e maxima PUTEREA si nu cuplul.


--------------------
Skoda Superb 1.8 TSI ~200CP
Scuter 49cc... benzina
Go to the top of the page
 
+Quote Post

12 Pages V  < 1 2 3 4 5 > » 
Reply to this topicStart new topic
Tags
No Tag inserted yet

1 User(s) are reading this topic (1 Guests and 0 Anonymous Users)
0 Members:

 



RSS Lo-Fi Version Time is now: 22nd September 2014 - 12:08 AM