|
Sida 2 av 2
|
|
|---|---|
|
Här kommer artikeln från Porsche Mag (beklagar att de grekiska bokstäverna föll bort): "SPELAR INGEN ROLL VILKEN VÄXEL MAN VÄLJER, DEN BARA DRAR PA MOMENTET.." ALLTFÖR MÅNGA MOTORJOURNALISTER HAR UPPREPAT DESSA ORD GENOM TIDERNA. DET SOM ÄR FÖRUNDRANDE ÄR ATT DET ÄR SÅ LÄTT ATT BEVISA MOTSATSEN, BADE TEORETISKT OCH GENOM ENKLA MÄTNINGAR. TEXT: JONAS JARLMARK ATT PÅSTÅENDET HAR FATT sanningsstämpel i tankevärlden hos normala bilägare är kanske inte konstigt. Du vet, de som kör sin Mazda 626 till mataffären och ibland tar med husvagnen till Årjäng. Den typ som värderar en mugghållare högre än en effekthöjning från 112 till 135 hästkrafter. Men, märkligt nog har även vissa prestandabils- och racingförare en pingstkyrkemässigt övertygad inställning till påståendet. Under de år jag jobbat med racing har jag alltför ofta hört uttryck som "jagväxlar så att jag ligger och jobbar på momentkakan", "ingen ide att maxvarva, momentet kommer ju redan vid 3 000 varv" och "effekten spelar ingen roll på den här motorn, den har sånt enormt vrid". Så länge det kommit ur konkurrenters mun har jag valt att inte kommentera påståendet, utan bara tänkt "bra, då tjänar vi minst två sekunder per varv". Det har kommit ur alla möjliga munnar, naturligtvis från olika förstå-sig-påare, bland annat Porscheförare och raceförare i GT-SM men även från raceingenjörer i Toyotas LeMans-team och utvecklingsingenjörer hos Scania. Det som är förundrande är att det är så lätt att bevisa motsatsen, både teoretiskt och genom enkla mätningar. Vi kan börja i ena änden med att fråga oss vad som egentligen skiljer effekt och moment? Alla vet ju att en bra motor har både hög effekt och högt moment. Många inser att det finns en koppling mellan effekt och moment, men vilken? Lyckligtvis är den mycket enkel, effekten (P) är helt enkelt momentet (M) multiplicerat med varvtalet (U), eller P = MU) för att uttrycka det kort. Man kan, t.ex.. med en momentnyckel, skapa vridmoment utan att utveckla effekt om man håller varvtalet U) = 0. Det brukar förbluffa förstå-sig-påarna eftersom de vet allt men ändå missat detta relativt enkla samband. Varför är det så lätt att missa? Det är här som en del av problemet dyker upp. De flesta läser bara av maximal effekt och maximalt moment och tänker inte på att de inträffar vid olika varvtal. För att få samband måste man se effekten och momentet som en funktion av varvtalet. Sambandet gäller över hela varvtalsregistret, så har man den ena kurvan kan man räkna ut den andra. Ett exempel är motorn som sitter i 911 Turbo med fabrikens "Powerkit". Den ger 450 hk vid 5 700 rpm och 620 Nm vid 3 500 rpm. Med P = MU kan vi räkna ut effekten vid 3 500 rpm men vi måste använda SIenheter* i beräkningen för att få rätt enheter i resultatet. Av tradition och hävd använder bilindustrin fortfarande gamla engelsk-tyska mått som hk och rpm. Vridmoment uttrycks i Nm som är en kombination av SI-enheter. Varvtalet, varv per minut, rpm, kan skrivas som varv per sekund, 3 500 rpm=3 500/60 rps = 58,3 rps. För att få SI-enheter behöver varvtalet uttryckas i radianer per sekund. På ett varv går 2p radianer, dvs vi multiplicerar varv per sekund med 2p och får 58,3 rps * 2p = 366,5 rad/s. Nu har vi varvtalet i SI-enheter och vi kan räkna ut effekten, P = MU = 620 * 366,5 = 227 230, en inte helt rimlig effekt om man läser den i hk. Men den stämmer, den är bara i SI-enheten watt. Dividerar vi med 1000 får vi kW, dvs 227 kW Om vi sedan översätter effekten från kilowatt till hästkrafter genom att multiplicera med 1,36 får Turbon 227 * 1,36 = 309 hk vid 3 500 rpm. Om vi istället vänder på ekvationen P = MU så får vi M =P/U. Nu kan vi räkna ut momentet som Turbon ger vid 5700 rpm. P=450 hk/ 1,36=331 kW=331000 W och U = 5 700 * 2p/60 = 597 rad/s. Alltså blir momentet M = 331000 / 597 = 554 Nm vid 5 700 rpm. Som du ser kan man enkelt räkna ut den ena kurvan om man redan har den andra genom att räkna punkt för punkt. |
|
|
Här kommer del 2: Om man tittar i den tekniska beskrivningen i vissa motorjournalisters tester kan man för det mesta hitta både effekt och momentkurvor. Ibland jämförs olika bilar i samma diagram och ibland har de samma effekt vid ett visst varvtal, dvs. de två effektkurvorna skär varandra. Om nu både effekt och varvtal är identiska, borde inte då också momentet vara samma eftersom P = MU? Jo, naturligtvis, om diagrammet visar rätt. Men ofta kan man se att momenten skiljer sig på de två motorerna vid just det varvtalet... Att de lyckas göra sådant visar bara att motorjournalister är utbildade i konsten att skriva artiklar och att tycka saker om bilar, inte i att förstå bilar och motorer. Kolla efter nästa gång i din favorittidning om de verkligen ger dig rätt effekt- och momentkurvor. När vi nu har listat ut sambandet mellan effekt och moment hos motorn måste vi ta en titt på effektens väg ner till marken. Den går via växellådan, diverse lager och knutar, samt däcken. Växellådans huvuduppgift är att anpassa hjulens varvtal till det varvtal som motorn klarar av att belastas i. Eftersom man med Porschen vill kunna köra från 20 km/h till 307 km/h, dvs. 15 gångers ändring och motorn bara ger vettig effekt mellan 2 000 och 6 000 rpm, dvs. 3 gångers ändring, så måste man införa olika utväxlingar så att bilen klarar hela fartregistret. Utväxlingen på Turbons etta ligger på 12,92, dvs. 2 000 rpm blir 155 rpm på hjulet som ger 18 km/h, sexan ligger på 2,54, dvs. 6 700 rpm på motorn blir 307 km/h. Man kan se utväxlingen som en hävarm, fast roterande. På ettan snurrar ingående axel 12,92 varv medan hjulet snurrar ett enda. Hävarmen har den egenskapen att den ändrar både rörelse och kraft. Man brukar säga att "det som förloras i väg vinns i kraft" är en bra beskrivning av hävarmar. Detta gäller även motormomentet, dvs. om växellådan växlar ner varvtalet 12,92 gånger, växlar den också upp momentet 12,92 gånger, om man bortser från de förluster som blir på vägen till marken. På ettan blir alltså hjulmoment 620 * 12,92 = 8 010 Nm vid 3 500 rpm! Eftersom Turbons hjul har en radie på 308 mm ger detta en total drivkraft på 26 000 N eller tillräckligt för att accelerera bilen med ca 1,6 G om det fanns grepp nog. På högsta växeln vid max moment ger motorn bara 620 * 2,54 = 1575 Nm vilket räcker till 0,3 G om det inte fanns något luftmotstånd. Nu ser man tydligt att hjulens drivkraft avtar med ökande växlar, inte för att man minskar motorns vridmoment utan för att man ändrar utväxling. Dessutom avtar motorns moment i varvtalsområdet nedanför maxmomentet vilket gör att om man i 100km/h har 450Nm på sexan så ger det 450 * 2,54 = 1 143 Nm på hjulen. I samma fart kan man på fyran ligga på max moment 620 Nm med utväxlingen 3,79 vilket ger 620 * 3,79 = 2 350 Nm på hjulen. På tvåan ligger vi på 6 000 rpm vilket ger 500 Nm, men en utväxling på 6,93 ger oss ett högre hjulmoment än på fyran, 500 * 6,93 = 3 465 Nm. En modern Fl -motor varvar minst 18 000 rpm innan den når sin maximala effekt på cirka 880 hk. Det motsvarar ett motormoment på 343 Nm, inte så imponerande. Men tänk på att utväxlingen som krävs för att få 18 000 rpm att bli användbara ur en kurva som tas i 100 km/h är cirka 18:1. Det ger 343 * 18 = 6 174 Nm på drivhjulen, dvs. nästan dubbelt så mycket som en 911 Turbo kan leverera på tvåan i 100 km/h. Vad man kan se är att trots att vi väljer ett högre varvtal som ger lägre motormoment så ger utväxlingen oss ett högre hjulmoment i slutändan vilket kommer att ge en bättre acceleration. Eftersom vi hela tiden multiplicerar momentet med varvtalsutväxlingen så kan vi göra samma sak genom att titta på enbart effekten eftersom P = Mo). Fördelen är att då kommer utväxlingen inte att spela någon roll för beräkningen. Därför är det enda viktiga vid acceleration att hålla upp effekten i det varvtalsregister man använder. Slutsatsen är alltså att man oavsett motorkaraktär bör varva förbi punkten för max effekt och växla när man fallit ner till samma effekt som man kan få på nästa växel. P = Effekt (hk, kW) M = Moment (Nm) U =Varvtal (rpm. rps, rad/s) P=MU M=P/U 1 rps = 1/60 rpm 1 rad/s =1 rps * 2p 1 hk =1 kW * 1,36 * SI-enhet (SI=Systeme International d' unites) definierar grundenheter som används i fysikaliska mätningar. |
|
|
yttryck. Det är inte nödvändigtvis så, men i regel så varvar mindre motorer mer och utväxlingen är alltid uträknad för att passa motorns kapacitet bäst. Dock kan man i vissa fall tycka att en extra växel skulle passa utmärkt när det som i ditt fall blir surrigt i motorvägsfart. Jag håller inte riktigt med dig i Crisse i det här: "men allra närmast kommer du om du faktiskt sätter dig i bilen och kör." Fartkänslan i två liksnabba bilar kan te sig helt annorlunda. Två bra exempel på det är ex. BMW M3 som med sin breda och vridmomentskurva och varvvilliga motor inte känns som någon överdängare jämfört med en trimmad turbomaskin (Ex. SAAB el. Volvo) med liknande toppeffekt. Startvarv är en sak, men när det kommer till att utnyttja motorns kapacitet genom växlarna så är det som gäller, det som Bjoerk säger och som du själv vet, att utnyttja det högsta effektintervallet eller integralen om du vill, oavsett vad känslan säger. |
|
| Testade idag (många gånger) att varva ur bilen ordentligt. Den går ju riktigt bra...:-) | |
|
I den vridmomenthystri som idag råder kan det vara intressant att veta det jag tidigare skrivit (och som även den saxade artikeln från Porsche Magazine behandlar). De flesta motorjournalister vill gärna göra gällande hur högt vridmoment en motor har och att den av detta blir väldigt snabb. Dessa uttalanden skulle vara korrekta om motorn ifråga skulle driva till exempel en pump på statiskt varvtal utan något utväxlingsförhållande. Nu driver de flesta bilmotorer just bilar via en växellåda. Det som ett högt vridmoment på låga varv skvallrar om är att även effekten är hög på samma varvtal, vilket ger goda prestanda. Det är ofta därför turbobilar är snabba. |
|
|
|
|
Du måste vara en registrerad användare för att kunna göra inlägg här.
Klicka här för att registrera dig. Registreringen är gratis.
Är du redan användare? Logga in i menyn.
Klicka här för att registrera dig. Registreringen är gratis.
Är du redan användare? Logga in i menyn.