Kiedy najefektywniej zmieniać biegi, Analiza wykresu momentu obrotowego Opcje

[hz10]

wytłumaczcie mi proszę
czy w aucie dysponującym max momentem załóżmy w zakresie 3500 - 4500 RPM a max mocą w 6500 - 7500 RPM w którym zakresie obrotów auto bedzie szybciej przyspieszało - inaczej mówiąc - czy rozpedzenie silnika 3500 - 4500 bedzie krótsze niż 6500 - 7500 RPM? pomińmy tutaj opory ruchu (opory powietrza przede wszystkim) które rozsną do kwadratu predkości - i załóżmy że auto przyspiesza na rolkach hamowni inercyjnej.

najwieksze przyspieszenie kątowe rolek będzie w zakresie max momentu obrotowego czyli w tym wypadku 3500-4500 ale pod warunkiem że moment obrotowy w tym zakresie jest większy niż w zakresie 6500-7500

[Wspieraj forum]

[ww#296]

ok - poprzeliczałem właśnie energię kinetyczna - rzeczywiście wykres nie jest liniowy w stosunku do przyrostów prędkości... czekam...

[hshanek]

box net/shared/ina6frs8yh

Opis:
Bazuje na wykresie z 1 posta

1 strona - tabela z wyliczonymi czasami potrzebnymi do przyspieszenia o 200 obr/min (silnik) na 1 biegu (bez uwzględnienia strat na napędach)
2 strona - tabela z wyliczonymi czasami potrzebnymi do przyspieszenia o 5 km/h z podziałem na poszczególnie biegi 1,2,3,4 (5 mi się już nie chciało wklepywać). Na pomarańczowo zaznaczone pola, w które można wpisywać dane (moc [KM]) na niebiesko zaznaczone najkrótsze czasy potrzebne do zwiększenia prędkości o 5 km/h (czyli zakres obrotów, w którym trzeba się trzymać żeby efektywnie przyspieszać - jak widać są to okolice maksymalnej mocy).

Jakbym zrobił jakieś błędy to dajcie info skoryguje.

PS. wpisane wartości mocy to wartości średnie między obr1 a obr2 odczytane z wykresu. Są tak na oko więc możliwe, że się różnią od rzeczywistych o 1KM czy 2KM.

EDIT:
Linki mi cos nie działają zaraz postaram się z tym uporać.

[ww#296]

hs hanek - poprawisz link? - bo mi nie działa a jestem bardzo ciekawy - widzę że się myliłem ale chyba niewiele ponieważ wyścigi i ogólnie praktyka za kierownica - pokazują że przyspieszenie sa najlepsze w okolicach max mocy.

[hshanek]

Skrypt forum mi to wycina automatycznie.

Wie ktoś gdzie można wrzucić plik, żeby dało się go legalnie podlinkować na forum? Póki co trzeba przekleić do przeglądarki adres z poprzedniego posta w miejsce " " wpisując "."

[hz10]

hs hanek - poprawisz link? - bo mi nie działa a jestem bardzo ciekawy - widzę że się myliłem ale chyba niewiele ponieważ wyścigi i ogólnie praktyka za kierownica - pokazują że przyspieszenie sa najlepsze w okolicach max mocy.

ww jeździsz bmw to pewnie słyszałeś o modelach e36 2.5 192ps oraz 2.8 193 ps moc można powiedzieć identyczna a 2.8 robi wiatrak z 2.5 zarówno z rolki jak i z zatrzymanego idąc za ciosem w e46 był też silnik 2.8 z podwójnym vanosem który generował całe 193 ps a mimo tego że e46 jest cięższe od e36 to e46 wyprzedza e36 w każdym z powyższych przypadków. jak porównamy przyspieszenie na 4 biegu od 2tyś obrotów silnika to wygląda jakby w e36 ktoś zapomniał wcisnąć gaz. to takie uzupełnienie do przypadku silnika nie doładowanego i doładowanego

[dr_aus]

panowie widzę pewne nieścisości w tych wypowiedziach, które niepotrzebnie zakopiankowi dały szanse na riposty, pomimo absoutnie nieprawidłowego stanowiska.
hshanek nie masz racji, największe przyspieszenie na danym biegu jest tam, gdzie jest najwyższy moment, a nie moc. To nie zmienia jednak faktu iz biegi nalezy zmieniać tak, żeby moc średnia w zakresie na kazdym biegu była jak najwyższa. To wynika z czegos innego, mianowiscie z tego, ze niższe przełożenie (dłuższe ramie siły) jest bardziej opłacalne o stosunek sąsiednich przełozen w konteksćie wyboru przełozenia.

Czesław, dlaczego moc jest parametrem wylilczonym? Przeciez jest to jak najbardziej mierzalna wielkość, a do tego jest to wielkośc odpowiadająca za osiągi auta. Z tego punktu widzenia w tym mojego to moment jest sztucznym parametrem. Zeby wszystko policzyc wystarczy Ci moc, moment nie wystarczy. Moment zalezy od przełożenia, moc nie.

hz10 mylisz sie ewidentnie co do hamowni inercyjnej. Hamownia inercyjnia nie mierzy momentu. Hamownia inercyjna mierzy moc netto/brutto, oczywiście poprzez moment bezwadności rolek, ale pomiar dotyczy mocy!! Jest to oczywiste w kontekscie faktu nieznajomości przełożeń ani promienia kół, które to wiekości nie podaje się podczas pomiaru bo nie ma takiej potrzeby. Hamownia taka mierzy przyspieszenie rolek czyli siłę i prędkość rolek. (moc = siła x predkość) Jeśli mi nie wierzysz to jak będziesz przy okazji podczas pomiaru każ obsługującemu podać wartośc która zczytuje się z obrotomierza np podzielona przez dwa. Zobaczysz wtedy, ze krzywa mocy bedzie taka sama, a moment sztucznie pomnozony x2.

Tak jeszcze tyko dodatkowo dodam, że dopinanie auta z duża siłą do podoża ma nepewno wpływ na pomiar strat w napędzie, poprzez zwiększenie tarcia opon. w praktyce patrząc na tak mierzona moc na kołach trzeba jednak minimalnie dodac obrotów, wiec autor wątku susznie zauwazył, ze najepiej zmieniac praktycznie przy samym odcięciu.

ww#296
ocdzywiście miałes rację, ze maksymalna wartośc mocy musi sie zawierać w zakresie używanych obrotów, tyle tylko, że to jest niedokładne o tyle, że możesz mieś sinik, który ma wartośc maks mocy na końcu tego zakresu obrotów (np przy odcince), a może miec na poczatku zakresu tych obrotów (cześciej spotykane np w turbo). Myśle, ze nie trudno sobie wybrazić dwa takie wykresy...

Tak jeszcze doczytałem te głupoty co zakopianek wypisuje i tylko chciałem jakby pomóc w zrozumieniu tego zjawiska. Skupcie się zdecydowanie na moim pierwszym akapicie powyżej. Podstawowy bład w rozumowaniu włąsnie tkwi w tym. A ścislej co do przykładu dośc płaskiego momentu: Co z tego, ze auto najepiej przyspiesza na 3cim biegu w zakresie peaku momentu, czyli ok 3500RPM, skoro przy tej samej predkości liniowej na drugim biegu gdzie obroty beda strzelam 6000RPM auto przyspieszy lepiej pomimo niższego momentu. Zysk bedzie po prostu dzięki przełożeniu, chyba oczywiste jest że na niższym biegu kazdy punkt momentu jest odczuwany silniej. To jest ewidentne w sinikach mocno rózniących się obrotami maks mocy i maks momentu, ale idea jest prawdziwa dla każdego wykresu. Zaden moment na kołach. Moment na kołach jest sztucznym parametrem, bo zalezy od promienia koła. Nas interesuje wykres siły w zalezności od predkości a to nic innego jak moc.

[ww#296]

hz 10 tak się składa żę miałem dwa 328 przez pare lat (przed M3) tak sie składa że znajomy ma 330 E46, tak się skład że często biore udział w wyścigach na 1/4 lub po prostu nocnych porównaniach z innymi autami.
Podczas wyścigu o zwyciesto nigdy nie przyszłoby mi do głowy zmieniać biegi wcześniej - i to pomimo tego że zarówno E36 328, E46 330 i M3 po zmianie biegu na wyzszy obroty obnizają sie do poziomu który jest juz poza max momentem obrotowym. zmiana biegu wczesniej - ale tak aby po zmiania był max moment powoduje zawsze duże straty w wyścigu - i to naprawde duże - dwie i więcej długości po kilkuset metrach.
Oczywistym jest że biorąc pod uwage elastyczność od niskich obrotów 328 jest dużo szybsze o 325 i e46 jest pod tym względem szybsze od 328 - wynika to przede wszystkim ze zastosowania zmiennych faz rozrządu (brak w 325 w 328 tylko na jednym wałku i tylko dwie pozycje on/of i w e46 330 i m3 płynnych na obydwu wałkach. po prostu moc w zakresie obrotów uzywanych przy nowszym rozrzadzie jest wyższa. No i z e46 już i tak nnie było tak różowo z osiągami seryjne 328 E46 objeżdzałem bez problemu natomiast z 330 było równiótko - e46 na 18 calowych kołach dostawała minimalnie na waskich zimówkach stalowcy była lekko z przodu - z tym że 328 było minimalnie zmodyfikowanie - zawsze lekkie koła, a w e46 330 max wypas.

Ale to nie jest istotne w tym temacie - zawsze miałem przekonanie że ilość pracy potrzebnej do przyspieszenia auta jest liniowo zalezna od predkości pomijając opory ruch - a ten temat skłonił mnie do ponownego przemyslenia i przeliczyłem - energia kinetyczna - czyli praca jaka musimy włożyć do przyspieszenia auta nie jest liniowo zalezna od prędkości - dlatego czekam na wyjaśnienia hshanka i ten arkusz exela ponieważ matematyk ze mnie zaden - potrafie podstawić wartości do prostych wzorów ale głębsza analiza jest poza moim zasięgiem - hshnek - spróbuj cos z tym linkiem - zamiast www i / powstawiaj inne znaki moze.
Dr aus - częściowo się z Tobą zgadzam - zakopianek - oczywiście bzdurzy a Ty w pierwszym poście sam sobie zaprzeczaz - mam auto które po zmianie biegów przy odcięciu i tak znajduje sie duzo powyzej obrotów max momentu i pomimo to nie opłaca się zmieniac biegu wcześniej.
hz 10 pomimo kilku logicznych wypowiedzi - nie potrafi i nie chce ustosunkowac sie do niektórych niewygodnych faktów.

[hz10]

widzisz, jakbyś znał zasade działania silnika spalinowego to może byś zrozumiał że silnik dostarcza moment obrotowy oraz obroty i nikt tego nie zmieni! a tak uparłeś sie na tą moc którą żeby obliczyć trzeba znać moment obrotowy oraz obroty wiele razy napisał to joker . dla mnie eot bo mi sie znudziło tylko joker nie pytaj prosze czemu

[hshanek]

@dr_aus co do danego biegu to gdzieś napisałem, że się zagalopowałem co zresztą widać w moim excelu.

@ww excela znajdziesz tu: box . net/shared/ina6frs8yh

a może rapidshare uda się wkleić
http://rapidshare.com/files/676337566/accel.xls

uff udało się - mimo, że nie jest super wygodnie

[syncros]

Tu jest fajnie wszystko objasnione.
http://www.forum.prawojazdy.com.pl/viewtopic.php?t=17100

[Joker]

i Ty Joker - wydawało mi sie że zdajecie sobie sprawę z tego co to moc i moment - teraz widze - że nie!!!

To sobie dalej zdawaj z tego taką samą sprawę.
Jeżeli nie rozumiesz co to przyspieszenie ogólne a odczucie największego przyspieszenia (punktowego - gdy wartość momentu obrotowego jest najwyższa) to sorry. Ja błędu nigdzie nie popełniłem i wszystko kumam jak należy.

a Ty w pierwszym poście sam sobie zaprzeczaz - mam auto które po zmianie biegów przy odcięciu i tak znajduje sie duzo powyzej obrotów max momentu i pomimo to nie opłaca się zmieniac biegu wcześniej.

Ale co w tym dziwnego? Masz auto, które po prostu ma lepszy rozkład mocy gdy go dociągniesz dalej niż żebyś zmienił bieg wcześniej.

[JJacek]

EDIT: poprawiam bo wkradł mi się błąd, dzięki kolego Lefty.

[Lefty]

Wartość momentu na kołach jest wyrażona wzorem:
Mk = Ms * Ib * Ig * Nk * S
gdzie
Ib - przełożenie danego biegu, Ig - przełożenie skrzyni, Ms - moment obrotowy na silniku, Mk - moment obrotowy n kołach, Nk - obroty na silniku S - straty

Jedna rzecz mnie niepokoi, której nie rozumiem. Mianowicie skąd bierze się Nk w tym wzorze?
W linku, który podałeś ze wzorami Mk = Ms * Ib *Ig * S, co wydaje mi się bardziej logiczne, ale się nie upieram.

[alekta87]

Oczywiscie trzeba utrzymywac obroty jak najwiekszej mocy silnika, bo ona zalezy i od momentu i obrotow.Im wieksza moc tym auyto jesst szybsze a moment ma tylko wplyw na ta moc.Najprostszy przykład zeby to wytłumaczyć
Mamy 2 auta o takiej samej masie
1 moment 200nm w przedziale 2000 - 3000obr
2 moment 200nm w przedziale 4000 -6000obr
Które szybsze?

[dr_aus]

Utrzymywac obroty jak największej mocy trzeba z powodu drugiej zasady dynamiki newtona. przyspieszenie = moc / prędkość (pomiajając opory). Nie istnieuje żaden wzór na przyspieszenie wykorzystujący moment jako wiekośc bazową w stosunku do mocy. I dlatego uważam, że moc jest parametrem bardziej intuicyjnym a jego wykres więcej mówi.

HZ10, nie przeczytaeś tego co pisaem o hamowni inercyjnej, moc jak najbardziej się mierzy- np na hamowni inercyjnej, która nie potrafi zmierzyc momentu, tylko go oblicza.
W zalezności są dwie strony równania, a wielkości i strony można zamieniać miejscami, wazne tylko zeby wszystko sie zgadzało i dlatego przestańcie prosze pisac o tym co jest pierwotniejsze moc czy moment, bo to jest jak dyskusja o wyższości świąt bożego narodzenia nad wielkanocnymi.

ww w mojej wypowiedzi nie ma sprzeczności, coś musiałes zle doczytać.

[alekta87]

Utrzymywac obroty jak największej mocy trzeba z powodu drugiej zasady dynamiki newtona. przyspieszenie = moc / prędkość (pomiajając opory).

Pryzspieszenie = Siła(w tym przypadku moment na kołach)/mase (oczywiscie pomijajac opory)
To sa podstawy jak ktos nie rozumie to niech sie zajmie zbieraniem znaczkow

[JJacek]

o to policzmy to sobie, wystarczy nam kilka podstawowych wiadomości z fizyki.
Wszyscy się zgadzamy, że samochód najszybciej przyspiesza jeśli siła napędowa jest największa zgodnie ze wzorem:

F = m * a -> a = F/m im większe F tym większe a

Jeśli policzymy wartość siły na kołach (tak naprawdę wystarczy nam moment na kołach) dla różnych sytuacji (ta sama prędkość auta, różne prędkości obrotowe odpowiadające punktom maksymalnego momentu i maksymalnej mocy) to uzyskamy odpowiedź kiedy samochód najlepiej przyspiesza w danej chwili.

Wartość momentu na kołach jest wyrażona wzorem:
Mk = Ms * Ib * Ig * S
gdzie Ib - przełożenie danego biegu, Ig - przełożenie skrzyni, Ms - moment obrotowy na silniku, Mk - moment obrotowy n kołach, S - straty można to sobie wyprowadzić (niezbyt trudne) lub skorzystać z wzorów z tej strony Siła napedowa. UWAGA: Straty S zakładamy jako stałe nie zależnie od prędkości obrotowej (co generalnie zawyża nam ich wartość).
Sprawdźmy teraz wartość momentu na kołach w przypadku popularnego silnika 1.8T by VW, zgodnie z wiki:
220 Nm od 2200 do 4200 obr/min i 110 kW przy 5800 obr/min. Czyli mamy trzy punkty + 1 dodatkowy który dołożyłem:
2200 - 220 Nm, 50.6 kW => 220 * Ib * Ig * S
3000 - 220 Nm, 69,1 kW => 220 * Ib * Ig * S
4200 - 220 Nm, 96.7 kW => 220 * Ib * Ig * S
5800 - 181 Nm, 110 kW => 181 * Ib * Ig * S
+ przekształcenie jednostek, ale nie wpływa ono na proporcje wyników.

W przypadku kiedy mamy do czynienia z poruszaniem się z tą samą predkością w punkcie maksymalnego momentu i maksymalnej mocy mamy do czynienia z różnymi biegami. Załóżmy, że skrzynia ze stopniowana jest tak, że poruszamy się na biegu Ib1 z obrotami 4200 i Ib2 z obrotami 5800 z tą samą predkością V (zależność pomiędzy Ib2/Ib1 = 5800/4200) i wartość momentu:
4200 => 220 *Ib1 * Ig * S
5800 => 181 * Ib2 * Ig * S = 181 * (1.38 * Ib1) * Ig * S
Jak widać z powyższego wyprowadzenia wartość momentu na kołach jest zawsze większa dla punktu z większą mocą przy tej samej prędkości. Krótkie wyprowadzenie dla ogólnego przypadku (Ps - moc na silniku, Ns - obroty na silniku, k - stała zgodnie ze wzorami):
Ms*Ib*Ig*S = (Ps/Nk)*Ib*Ig*k*S
Proporcje dla dwóch wartości momentu na kołach dla tych samych prędkości (czyli Ib1/Ib2 = Nk1/Nk2):
((Ps1/Nk1)*Ib1*Ig*k*S)/((Ps2/Nk2)*Ib2*Ig*k*S) = ((Ps1/Nk1)*Ib1)/((Ps2/Nk2)*Ib2) = Ib1/Ib2 * Nk2/Nk1 * Ps1/Ps2 = Ps1/Ps2

Można teraz rozpatrzyć inne przypadki czyli np. przyspieszenie na tym samym biegu. Wtedy, co już widać z wcześniejszych obliczeń, najszybciej auto przyspiesza przy 2200 obr/min, a najwolniej przy 5800 obr/min (z tych 4 punktów). Tylko wtedy porównujemy przyspieszenie przy np. 44 km/h i przy 116 km/h co robi różnicę i nikt się chyba innych wyników nie spodziewa.

Można to przedstawić jeszcze prościej. Na biegu 2 przy 44 km/h mamy moment o maksymalnej wartości, przy redukcji na 1 mamy wyższe obroty, wyższą moc i wyższy moment na kołach bo mamy lepsze przełożenie. Szybciej przyspieszymy na 1 niż na 2. Temat można rozwinąć, czy bardziej opłaca mi się jechać na np 3 przy 2200 obr/min i wyprzedzać ciągnąc do 4200 obr/min (blisko dwukrotna zmiana prędkości, przykładowo), czy może zredukować do dwójki i ciągnąć od iluś tam obrotów do odcinki, zmienić bieg (strata czasu) z powrotem na 3. Pole pod wykresem jest większe, ale czy nadwyżka wystarczy żeby zniwelować stratę czasu? W jeździe torowej można nawet zmieniać bieg kawałek za wartością mocy maksymalnej bo nadal będziemy mieli większy moment niż po zmianie na wyższy bieg, oczywiście z dokładnością do charakterystyki toru.

Proszę o uwagi, bo może gdzieś się jeszcze walnąłem. Tutaj jeszcze wykres momentu na kołach dla silnika 1.8T dla zilustrowania tego o czym mówię, oś X to prędkość, oś Y to wartość momentu:

zapożyczone z http://tiges.blox.pl/2009/02/Moc-moment-obrotowy-moc.html

[Joker]

W zalezności są dwie strony równania, a wielkości i strony można zamieniać miejscami, wazne tylko zeby wszystko sie zgadzało i dlatego przestańcie prosze pisac o tym co jest pierwotniejsze moc czy moment, bo to jest jak dyskusja o wyższości świąt bożego narodzenia nad wielkanocnymi.

Od początku jestem tego samego zdania (z matematycznego punktu widzenia), ale jak widzisz poniżej

a hasanek piszac że przyspieszenie na danym biegu jest zalezne od wykresu mocy a nie moment ma absolutna rację - hz10 i Joker pisząc to co napisaliście ośmieszacie sie po prostu.

ośmieszam się po prostu.

Do tego napisałem:

Konkluzja jest taka - ani wartość maksymalnego momentu obrotowego, ani wartość maksymalnej mocy nie powie nam jak dane auto rzeczywiście przyspiesza. To wszystko.

i dostaję taką odpowiedź :

otóż można. z przedstawionych obliczeń należy narysować wykres obwiedni przyspieszeń na poszczególnych biegach i należy trzymać sie maksymalnych wartości. można bardzo dokładnie policzyć kiedy należy zmienić bieg na wyższy

Powtarzam jeszcze raz - wojna jest zawsze co jest ważniejsze moc czy moment - dla niektórych to tylko wartość w katalogu, nie potrafią nawet zrozumieć co to znaczy użyteczny zakres dostępu tych parametrów,
ZATEM JESZCZE RAZ POWTÓRZĘ - ani wartość maksymalnego momentu obrotowego, ani wartość maksymalnej mocy nie powie nam jak dane auto rzeczywiście przyspiesza, bo nie mamy pod ręką wyliczonych przyspieszeń na poszczególnych biegach (a tak założyłeś w kontrargumencie), tylko o to mi chodziło.

[ww#296]

A więc tak.
Przepraszam wszystkich w szególności Hz10 i gratuluję cierpliwości i wiedzy matematycznej, i Jokera. tych dwóch mogło poczuć się urażonych jednym z moich postów.
JJacek pokazał to co ja chciałem pokazać ale mimo wszystko czytelniejsze, moim zdaniem dla kogoś kto chce naprawdę zrozumiec będzie analiza exela Hasanka.

Za to podane jako źródło przez Jjacka dla prostego wytłumaczenia jest idealne - http://tiges.blox.pl/2009/02/Moc-moment-obrotowy-moc.html
Myślę że dobrym podsumowaniem jest tekst Jokra:

"Konkluzja jest taka - ani wartość maksymalnego momentu obrotowego, ani wartość maksymalnej mocy nie powie nam jak dane auto rzeczywiście przyspiesza. To wszystko."
Z adnotacją że jednak wartość mocy maxymalnej powie dużo więcej niż wartość max momentu która bez innym parametrów nie mówi nam nic.

Uważam że moje wyjaśnienia przykładów ktore przewinęły się w tym temacie są prawidłowe.

Błędem w moim rozumieniu było to, że zakładałem że do każdego wzrostu prędkości o np 5 km/h trzeba włożyc tyle samo pracy - czyli mocy - niestety to błąd i dlatego rolki rozpedza się szybciej w okolicach max momentu, ale tylko dlatego, że na danym biegu wartości max momentu i mocy znajdują się gdzie indziej max moc zawsze wyżej i przy max momencie zawsze jest nizsza predkość a ty,m samym energia/praca. moc potrzebna do danego przyrostu prędkości mniejsza niż przy wyzszych obrotach i mocy max.

Nie zmienia to faktów - samochód z silnikiem spalinowym, nawet Turbodiesel - przyspiesza najlepiej kiedy silnik porusza sie w zakresie obrotów max mocy a nie max momentu.
Z matematycznego punktu widzenia jest najistotniejsze to ile momentu jest na kołach - a to załatwiaja oczywiście przełożernnia, czyli skrzynia biegów i przełozenie główne.