|
Sida 14 av 62
|
|
|---|---|
|
Nockenwelle: Under mina åtta år på Scanias C-lab i södertälje (styrsystem för riggar till motorprovningen) har jag då aldrig var sig sett eller hanterat ett instrument som kan känna effekt. Vad skulle ett sådant instrument heta då? Men visst hade vi instrument som med hjälp av kraft- och varvtalsgivare kunde beräkna och presentera effekt. |
|
|
Tomas, effekten är inte en biprodukt av vridmomentet. Men skall det vara meningsfullt att diskutera vidare får jag be dig att besvara de två frågorna jag ställde i mitt föregående inlägg. Essen, vad har mätinstrumentens utformning med saken att göra. Det är mycket vanligt att mätningar sker indirekt, men mätproceduren avgör inte vad som är fundamentala storheter och vad som inte är det. Om du vill hävda att det skulle vara omöjligt att mäta effekt utan att göra det via vridmoment skulle jag gärna vilja se förklaringen, men jag tror inte du hävdar det. Men denna fråga ser jag som ett sidospår. |
|
|
Nockenwelle>>Du besvarar inte mina frågor, men okej. "1. Kan en bil accelereras av en motor som inte utvecklar något vridmoment?" Svar nej, under förutsättning att vi pratar om en motor som arbetar enligt rotationsprincipen där kraften överförs till hjul som påverkar accelerationen via friktion. "2. Kan en bil accelereras av en motor som inte utvecklar någon effekt?" Svar nej, enligt precis samma princip som ovan. Jag förstår inte vad det är du hakar upp dig på? Är det benämningen av storheten som du anser felaktig? Ungefär som att säga "det är inte avgaser som kommer ur avgasröret, det är restprodukter efter en ofullständig förbränning". |
|
|
Svaret på fråga 2 var i och för sig nej, men det har inget med fråga 1 att göra. Svaret på fråga 1 är Ja. Det är fullt möjligt att göra en motor som utvecklar noll Nm men som ändå kan ge en farkost en hiskelig acceleration, som långt överstiger vad en bil är kapabel till. Det grundläggande är att acceleration är omöjlig utan att effekt utvecklas, men vridmoment är absolut ingen nödvändighet, såvida vi inte vill att farkosten skall snurra runt. Det senare är dock knappast önskvärt på exempelvis dragstrippen eller på racerbanornas raksträckor. Effekt är helt enkelt ett mer fundamentalt mått på vad en motor kan prestera. Då tar vi en ny fråga. Vi tar ett renodlat tankeexperiment. Som väl alla vet påverkas en bils accelerationstider av en massa "spill", såsom transmissionsförluster, begränsat väggrepp, luftmotstånd, tidsförluster vid växlingar, osv. Antag att vi har en bil som inte drabbas av detta, utan som skall accelereras från 0 till 200 km/h. Låtsas nu att vi vet endera ett av följande: • Bilen utvecklar en konstant effekt på 200 hk • Bilen utvecklar ett konstant vridmoment på 350 Nm Kan vi från någon av dessa uppgifter säga hur lång tid bilen behöver för att accelerera 0 till 200 km/h? BTW, jag har försökt svara på dina frågor, men har jag missat någon av betydelse så påminn mig gärna. |
|
|
Jag ser att min fråga var ofullständig. Det stod "Antag att vi har en bil som inte drabbas av detta, utan som skall accelereras från 0 till 200 km/h." Det skall stå: "Antag att vi har en bil som inte drabbas av detta. Den lider inte av dylika förluster utan väger 1500kg och skall accelereras från 0 till 200 km/h." Annars blir det rätt hopplöst att besvara frågan. |
|
|
Nockenwelle>> Jag tycker du frångår hela frågeställningen med ditt sista inlägg. Att accelerera massa enligt Kraftekvaktionsprincipen (F=m x a) är så förenklat att det inte hör till frågeställningen. Självklart kan vi få fram tiden när vi har två kända faktorer, men du har ju som sagt mer faktorer än så att ta hänsyn till i en bil! Det är inte enbart en massa som ska accelereras, du har fortfarande en växellåda och en diff som kraften ska gå igenom. |
|
|
OK, låt mig svara på frågan själv då, för svaret belyser faktiskt den övergripande frågeställningen. Om vi vet att motorn konstant utvecklar 200 hk kommer, under de förutsättningar som getts ovan accelerationen från 0 till 200 km/h att ta 15,74 sekunder. Vi behöver inte känna till mer än det angivna för att exakt kunna beräkna tiden. Om vi däremot endast vet att motorn ger konstant 350 Nm kan vi inte säga någonting om accelerationstiden. Vi vet inte ens om motorn är kapabel att driva upp den angivna bilen i 200 km/h. Vridmomentet säger ensamt ingenting om prestandan, vilket däremot effekten gör. Verklighetens bilar uppvisar naturligtvis inte dessa idealiserade egenskaper. Rullmotstånd, begränsat drivhjulsgrepp, växlingstidsförluster, luftmotstånd, transmissionsförluster samt det faktum att de motorer som sitter i våra bilar inte ger konstant effekt bidrar till att det tar längre tid än 15,74 sekunder. Totalt sett innebär dessa omständigheter att tiden kanske blir runt det dubbla. Notera att om vi utgår från effekt behöver vi inte räkna på utväxlingar. |
|
|
Håller med Nockenwelle. Man behöver inte krångla till det mer än nödvändigt. 1. För att snabbt accelerera en bestämd massa snabbt behövs mycket effekt. 2. Vridmoment är absolut inget nödvändighet för att accelerara en massa. |
|
|
I vissa fall behövs varken vridmoment eller effekt för att accelerera en massa. I de flesta fall krävs bägge delarna eftersom drivhjulseffekt aldrig kan uppträda utan vridmomentet. Flåklypa |
|
| Flåklypa: Hur accelereras en massa utan att effekt tillförs? | |
|
Flåklypa, om en massa accelereras sker en förändring av energin, ett arbete utförs. Dessutom sker detta på en begränsad tid i allmänhet. Sker ett arbete på en viss tid utvecklas en korresponderande effekt. Det är en konsekvens av en av de mest grundläggande fysikaliska lagarna, den om energins bevarande. I en roterande axel som belastas dynamiskt (vilket sker då en bil accelereras) uppträder både en effekt och ett vridmoment, som förhåller sig till varandra proportionellt mot rotationshastigheten. Ett exempel. Vi har en 330i som körs på 3000rpm på tvåans växel. På vevaxeln uppträder effekten 94 kW och vridmomentet 300 Nm. Detta går in i växellådan. Eftersom tvåans växel har utväxlingen 2,50:1. På lådans utgående axel uppträder därmed virdmomentet 750 Nm, men effekten är alltjämt 94 kW. Dessa värden behålls genom kardanaxeln fram till slutväxeln. Där finns utväxlingsförhållandet 3,15:1. Detta medför att vridmomentet på drivaxlarna blir totalt 2362,5 Nm, men effekten förblir 94 kW. Som jag ser det slår BjörnB huvudet på spiken när han skriver: "Man behöver inte krångla till det mer än nödvändigt." Att räkna på vridmoment genom transmissioner blir bara onödigt krångel som inte säger något mer än vad som kan utrönas genom att betrakta effekten (såvida man inte skall dimensionera en transmission, då blir det mycket viktigt att hålla reda på vridmomentet). Man kan också fråga sig, om det vore så att vridmomentet bestämmer prestandan, vilket vridmoment av de som beräknats här ger prestandan. Är det motorns, är det momentet på kardanaxeln eller på drivaxlarna? Vilket brukar motorjournalister ange, som ju var utgångspunkten i bjoercks ursprungliga inlägg när tråden startade? |
|
|
Släpp en sten, hur mycket effekt tillförs? Flåklypa |
|
| Lägesenergi omvandlas till Rörelseenergi, mao G "tillförs". :) | |
|
Effekten tillförs när man lyfter upp stenen men när man släpper den tillförs ingen energi trots att stenen, som har en massa, accelererar. Flåklypa |
|
|
Lägesenergi tillförs stenen då människan lyfter den. Därvid utvecklar människan effekt. När stenen släpps accelereras den och tillförs rörelseenergi. Därvid utvecklas effekt av gravitationskraften mellan stenen och jordklotet. |
|
|
> Effekten tillförs när man lyfter upp stenen men när man släpper > den tillförs ingen energi trots att stenen, som har en > massa, accelererar. notera mina " runt tillförs. |
|
|
Flåklypa: Effekt=kraft*sträcka/tid kraften=gravitationen sträckan= fallhöjden Alltså ett arbete utförs när stenen faller och därmed utveckals effekt. Att accelerera en massa utan att tillföra effekt vore nyckeln till att konstruera en evighetsmaskin, garanterat nobelpris i fysik. |
|
|
Exakt. Effekt utvecklas men du behöver inte tillföra någon effekt för att accelerera massan. Det är skillnad. Samma resonemang gäller när man bromsar bilen.....du tillför ingen effekt vid själva inbromsningen trots att massan accelererar (retarderar), tvärtom. Flåklypa |
|
|
Du tar ju lägesenergi från systemet "jordklot-sten" denna energi (och effekt)tillförs stenen. När du bromsar bilen minskar du rörelseenergin hos bilen och omvandlar denna till värmeeffekt i bromsskivan/oket. Vill du tro nåt annat får du gärna göra det, jag orkar inte diskutera/förklara mer. |
|
|
Flåklypa, "Du" behöver inte utveckla någon effekt, det är riktigt, eftersom du låter naturens krafter utveckla effekten åt dig. Men effekt betyder energiomvandling per tidsenhet. När det gäller en motor i en bil anger effekten en övre gräns för hur snabbt energi kan omvandlas av motorn, från den i bränslet bundna kemiska energin till mekaniskt arbete (med hänsyn tagen till den begränsade verkningsgraden i motorn). Detta sätter den övre gränsen för hur snabbt rörelseenergin hos bilen kan ökas (= acceleration) eller hur stort luftmotstånd som kan övervinnas i en viss hastighet, för att ta två exempel. Denna gräns går aldrig att komma förbi, oavsett vridmoment och utväxlingar. Den verkliga bilen har ganska långt kvar till denna gräns. Exemplet jag gjorde ovan, med en 200hk bil på 1500 kg som accelererar från 0-200 km/h på 15,74 s är vad som idealiskt kan uppnås. I verkligheten kommer man att hamna ett gott stycke från dylika tider, av flera skäl. Vi kan ta dem i tur och ordning: 1: En del av effekten kommer att gå åt till att sätta fart på rörliga delar i bilen, såsom vevaxel, ventiler, kolvar, kardanaxel, hjul m m. Dessa rörelser är inte riktade åt samma håll som rörelsen hos bilens masscentrum och är därmed att betrakta som en förlust. Hur stor denna förlust är, i förhållande till accelerationen hos bilens masscentrum, varierar bland annat med farten. I vilket fall kan inte vridmoment lösa detta problem på ett sätt som effekt inte kan. 2: Friktionsförluster i transmissionen. I en arbetande transmission kan detta i allmänhet approximeras med en fast procentsats. Det är inte exakt rätt, men i jämförelse med övriga omständigheter som påverkar prestandan är denna onnoggrrannhet tämligen liten. I vilket fall kan inte vridmoment lösa detta problem på ett sätt som effekt inte kan. 3: Friktionsförluster i form av deformation i däcken samt glidning mot underlaget. Kan ha en betydande inverkan i låga farter men sällan i höga farter. Här kan faktiskt en vridmomentsbetraktelse tillföra något. I starten finns oftast en gräns för hur stor kraft som däcken kan överföra. Mer effekt leder bara till mer hjulspinn. I och med att det finns en sådan kraftgräns finns (pga hjulens radie) också en vridmomentsgräns. Det rör sig dock om drivhjulens moment, inte motorns moment. På torr asfalt spelar detta knappast någon roll när farterna blir lite högre, i alla fall för någorlunda normala bilar. I vilket fall kan inte begränsningen i vilket vridmoment drivhjulen kan överföra kompenseras med högre vridmoment i motorn. 4: Luftmotstånd. Dess inverkan stiger uppenbarligen med ökande fart. Enklast att hantera genom att ta reda på hur stor effekt luftmotsåndet kräver för att övervinnas i olika farter. I höga farter är detta utan tvekan den faktor som gör mest för att reducera accelerationen, av de sex som listas här. 5: Transmission med fasta steg. Eftersom det krävs tid för att växla (i de allra flesta bilar) inträffar här en tidsförlust, kanske upp till 0,5 s per växling (om inte föraren fumlar givetvis). Detta problem uppstår oberoende av effekt eller vridmoment. 6: Det faktum att motorns effekt är varvtalsberoende. Den angivna effekten är ju den maximala. I och med att man (vanligtvis) har en stegad transmission kommer motorn mestadels att arbeta på varvtal där den inte kan utveckla lika hög effekt som vid dess maxeffektvarvtal. På ettans växel kan ofta drivhjulsgreppet vara gränssättande, vilket får till konsekvens att detta inte spelar så förtvivlat stor roll, men har man bra fäste så är en hög mellanregistereffekt en betydlesefull faktor i detta läge. Växlingen från ettan till tvåan innebär oftast att motorns varvtal sjunker till c:a 2/3 av maxeffektvarvtalet. Här ser vi att det är en nackdel om disponibla effekten sjunker snabbt med fallande varvtal. Man måste emellertid också komma ihåg att även effekturvans form ovanför maxeffektvarvtalet är av betydelse. Vid växling mellan högre växlar än 2 och 3:an faller inte varvtalet lika mycket. Här är det frestande att anknyta till vridmoment, men tyvärr är det inte så att motorer med högt vridmoment per automatik har en gynnsammare form på effektkurvan. En tätare stegad låda gör naturligtvis att varvtalet sjunker mindre vid växlingar, men kan å andra sidan medföra tidsförluster då fler växlingar kan behöva göras i det fartintervall man mäter accelerationen. En avvägning med både fördelar och nackdelar. Vilket som är det rätta kan variera beroende på bil. Pust, får se om jag orkar skriva något mer i denna tråd. |
|
|
|
|
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.