Blog o motore; zrýchlenie
autor: Paul Balzer 25. júna 2009
KATEGÓRIE
Otázka, o ktorej sa často diskutuje, nastáva pri porovnávaní akceleračnej schopnosti dvoch automobilov (ideálne novo získaných dvoma ľuďmi) pri stole štamgastov ...
Môj nový nafta má 130 koní, váš benzín má iba 130 koní. Naftový HP počíta oveľa viac ako benzínový HP! Bez ohľadu na to, koľko má vaše auto výkon, potrebuje krútiaci moment a nafta ho má oveľa viac, dá sa povedať! Môj je rýchlejší.
Okrúhle stoly sú zložitým miestom pre technické diskusie, stále je však dovolené pokúsiť sa niečím prispieť ...
V spaľovacom motore množstvo dodávaného paliva uvoľňuje energiu, ktorá spôsobuje, že sa piest pohybuje od horného mŕtveho bodu. Pretlak v spaľovacej komore, ktorý je výsledkom výbuchu, vynásobený oblasťou piestu, vedie k sile na ojnici, ktorá cez rameno páky kľukového hriadeľa vytvára krútiaci moment. Niekoľko valcov prináša niekoľko prekrývajúcich sa krútiacich momentov.
Po zopnutí spojky sa krútiaci moment prenesie do prevodovky, kde sa prevedie. Prestavané preto, lebo spaľovací motor má všeobecne na štart vozidla príliš malý krútiaci moment. Krútiaci moment zvyšuje prevodovka (1. prevodový stupeň s prevodovým pomerom napr. 1: 3 zvyšuje krútiaci moment trikrát). To je však iba polovica príbehu, pretože výkon pred a za prevodovkou je rovnaký (mínus strata výkonu), takže princíp
platí. V prepočte na bežné bežné veľkosti tabuľky platí toto:
Výstupný hriadeľ prevodovky potom prejde na diferenciál, v ktorom sa znova prevedie krútiaci moment a rýchlosť. Nakoniec krútiaci moment dorazí na koleso výrazne zvýšeným spôsobom, kde sa z neho stane opäť sila po polomeru (polomeru pneumatiky). Ťažná sila! Rýchlosť udáva rýchlosť, ktorou je možné jazdiť po polomeru pneumatiky.
Teraz samozrejme dáva zmysel, že A8 nemôže robiť príliš veľa s ťažnou silou Smartu, pretože A8 je oveľa ťažšia. Preto sa odporúča priamo porovnať dve vozidlá, aby sa ťažná sila vztiahla na hmotnosť vozidla a vyjadrila sa v percentách. Porovnanie vozidiel je potom ľahko možné. Profesorka Jante si to všimla už v roku 1936.
Takže, dosť bolo teórie. Teraz dva príklady.
Audi S4 (B5) s motorom 2,7 L BiTurbo
- Nominálny výkon 195kW
- Nominálny krútiaci moment 400Nm
Údaje potrebné na výpočet ťažnej sily boli prevzaté z brožúry Audi (preklady, celková hmotnosť) a z Motor Technical Journal (MTZ), vydanie 1998-02 (krivka krútiaceho momentu motora).
Preklady Audi S4 B5 2.7T Quattro
Krútiaci moment Audi S4 B5 2.7T Quattro
Výpočet ťažnej sily a otáčok pri určitých otáčkach motora je založený na nasledujúcich rovniciach. Polomer pneumatiky sa nazýva aj dynamický polomer pneumatiky rdyn. Čísla v rovniciach sú pre prevod jednotiek.
Ak sa hnacia sila F (normalizovaná na hmotnosť vozidla) vynesie proti rýchlosti v, pre 6 prevodových stupňov platia tieto výsledky:
Ťažná sila Audi S4 B5 2.7T Quattro
Poznámka k tomu:
Najskôr je potrebné povedať, že diagram ťahovej sily je potrebné interpretovať ako statický diagram. Hnacia sila sa rovná schopnosti stúpať, ktorú možno s vozidlom prekonať. Ak sa má takto odhadnúť zrýchlenie, musí sa brať do úvahy aj zotrvačnosť hnacieho ústrojenstva. 6-valec má väčšiu zotrvačnosť ako 4-valec a Quattro má viac ako pohon predných kolies. To znižuje ťažnú silu dostupnú pre akceleráciu. Hmotnostné momenty zotrvačnosti nie sú mi známe, preto ich nemôžem zahrnúť do výpočtu.
Čo znamená 100% trakcia?
Veľmi ľahko. 100% hmotnosti vozidla je možné vytiahnuť na cestu. Ak to povrch a pneumatiky umožňujú, automobil akceleruje pri 100% ťažnej sile s presnosťou 1 g, tzn. Gravitačné zrýchlenie je 9,81 m/s². Pekný!
Ako je zrejmé z diagramu, ťažná sila Audi S4 B5 2.7T dosahuje až viac ako 120%. To znamená, že ak sa pneumatiky nelepia, pri spustení B5 S4 bude pravdepodobne dym na všetkých 4 kolesách. Bohužiaľ, najmä pri nižších prevodových stupňoch, zohráva hlavnú úlohu zotrvačnosť hnacieho ústrojenstva, takže sa výrazne zníži ťažná sila na 1. a 2. prevodovom stupni. Pretože veľkosti (momenty zotrvačnosti atď.) Nie sú známe, nie je možné vykonať výpočet. Prof. Mitschke naznačuje zníženie o asi 32% na 1. prevodovom stupni.
Audi S4 (B6) s atmosférickým motorom 4.2L
- Nominálny výkon 253kW
- Nominálny krútiaci moment 410Nm
Údaje potrebné na výpočet ťažnej sily boli prevzaté z brožúry Audi (preklady, celková hmotnosť) a vydania Automobiltechnische Zeitschrift (ATZ) 2003-01 (krivka krútiaceho momentu motora).
Výpočet sa vykonáva analogicky s nasledujúcimi hodnotami:
Prevodový pomer Audi S4 B6 4.2 Quattro:
Krútiaci moment Audi S4 B6 4.2 Quattro:
Ťahová sila potom vyplýva z:
Ťažná sila Audi S4 B6 4,2 Quattro
Ako je zrejmé, neexistuje homogénna platňa krútiaceho momentu, ktorá je obvyklá pre turbomotory. Použiteľný rozsah otáčok je na tento účel väčší.
Pár poznámok
Môžete povedať, že diskusia o „lepšom“ zrýchlení sa nedá vyjadriť niekoľkými subjektívnymi dojmami. Rovnako nehovorí ani názor susedovho stola, ktorý „nedávno jazdil na naftu s objemom 3,0 litra a mal najhoršie zrýchlenie“.
Subjektivita je vo všeobecnosti veľkým problémom pri pokuse o porovnanie týchto vecí!
Samotné očakávania vodiča sa prejavia v subjektívnom vnímaní. Ak ste potom iba spolujazdcom, zmena akcelerácie má oveľa väčší vplyv, ako keď jazdíte sami.
Ako príklad treba uviesť električku, v ktorej je často nepríjemné, keď vodič urobí hrubú zmenu akcelerácie (trhnutie) a sami ste na to neboli pripravení. Preplňovaný motor má charakteristickú krivku krútiaceho momentu, ktorá sa pomerne prudko zvyšuje. Tento prudký nárast sa potom prevedie na náraz, ktorý pôsobí na cestujúcich. Je logické, že sa to vníma ako silné zrýchlenie.
Na záver zostáva povedať: iba experiment vás urobí inteligentným!