Ισχύς Ροπή Ώση - Ανάλυση

Εδώ θα μαθαίνουμε πως λειτουργούν κάποια πράματα στο αμάξι μας.

Συντονιστής: Puntoclub.gr moderators

Απάντηση
Άβαταρ μέλους
saxon_747
Τρέχω σε αγώνες.
Τρέχω σε αγώνες.
Δημοσιεύσεις: 1625
Εγγραφή: Σάβ Απρ 22, 2006 6:10 pm
Τοποθεσία: Thessaloniki

Ισχύς Ροπή Ώση - Ανάλυση

Δημοσίευση από saxon_747 » Πέμ Αύγ 05, 2010 7:05 am

Υπάρχουν αρκετά στερεότυπα επάνω στο το τι ακριβώς αντιπροσωπεύει η ισχύς και η ροπή ενός αυτοκινήτου ή μοτοσικλέτας. Μερικά από αυτά λένε πως "η ισχύς μας δείχνει πόσο γρήγορο είναι ένα αυτοκίνητο και η ροπή πόσο δυνατό", "για δύναμη σε χαμηλές ταχύτητες χρειαζόμαστε μεγάλη ροπή σε χαμηλές στροφές", "ένα ντίζελ αυτοκίνητο είναι πιο δυνατό από ένα 'πολύστροφο' βενζινοκίνητο μεγαλύτερης ισχύος" κ.α.

Τα παραπάνω φυσικά είναι είτε υπέρ-απλουστεύσεις είτε εντελώς λανθασμένες απόψεις που όμως για κάποιον που έχει πλήρη άγνοια του αντικειμένου μπορούν να περιγράψουν αποσπασματικά την αίσθηση που δίνει κάποιο αυτοκίνητο, για τον λόγο αυτό άλλωστε έχουν επικρατήσει και καθιερωθεί τόσα χρόνια.

Για τον λόγο αυτό ξεκινάμε από τα βασικά:


Ενέργεια, ισχύς

Το ζητούμενο από ένα αυτοκίνητο (ή μοτοσικλέτα) είναι να μπορεί να μεταφέρει το φορτίο του (επιβάτες κλπ) και να μπορεί να επιταχύνει ή να διατηρεί την ταχύτητά του σε ανηφόρες ή όταν επικρατούν δυσμενείς εξωτερικές συνθήκες. Για το λόγο αυτό υπάρχει προφανώς ο κινητήρας ο οποίος παράγει ενέργεια η οποία θα καταλήξει εν τέλει στα λάστιχα και θα ωθήσει το όχημα. Στους εμβολοφόρους ΜΕΚ των αυτοκινήτων η παραγωγή ενέργειας εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, αν θεωρήσουμε πως εδώ εξετάζουμε την λειτουργία των κινητήρων υπό πλήρες φορτίο και απλοποιώντας εξωγενείς παράγοντες (ποιότητα καυσίμου, θερμοκρασία περιβάλλοντος κλπ) τότε μπορούμε με καλή προσέγγιση να θεωρήσουμε πως ο κινητήρας παράγει ενέργεια σε συνάρτηση με τις στροφές περιστροφής του.
Δηλαδή για το μέγεθος της ισχύς (παραγωγή ενέργειας στη μονάδα του χρόνου) θεωρούμε πως ένας κινητήρας σε συγκεκριμένες στροφές παράγει πάντα την ίδια ισχύ (πχ στις 3500rpm αποδίδει 100ps).

Αν ρίξουμε μια ματιά σε ένα οποιοδήποτε διάγραμμα ισχύος θα δούμε πως κάθε κινητήρας έχει συγκεκριμένο φάσμα λειτουργίας και αν θέλουμε να έχουμε την μέγιστη δύναμη στους κινητήριους τροχούς (για να επιταχύνουμε ή για να υπερκεράσουμε κάποιο εμπόδιο, πχ ανηφόρα) τότε θα πρέπει να βρούμε ένα τρόπο ώστε να λειτουργούμε τον κινητήρα στις στροφές όπου αποδίδει το μέγιστο της ισχύος του.

Ο κινητήρας συνδέεται με τους τροχούς με τη βοήθεια του συστήματος μετάδοσης, οπότε η ταχύτητα περιστροφής του εξαρτάται άμεσα από την ταχύτητα που κινείται το όχημα. Το σύστημα μετάδοσης (κιβώτιο ταχυτήτων, διαφορικό και τροχοί) είναι αυτό που με τον κατάλληλο 'συγχρονισμό' της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα και της ταχύτητας κίνησης του αυτοκινήτου θα μας βοηθήσει να διατηρούμε τις στροφές λειτουργίας του κινητήρα στο σημείο όπου παράγει την επιθυμητή ισχύ για οποιαδήποτε ταχύτητα κίνησης.

Μέχρι τώρα αναφερθήκαμε στην ισχύ αλλά όχι στην ροπή, όπως θα δούμε και στην επόμενη παράγραφο η ροπή είναι ένα μέγεθος που μεταβάλλεται συνέχεια στα διάφορα στάδια μεταξύ κινητήρα και τροχού ενώ η ισχύς είναι το μέγεθος αυτό που παραμένει αναλλοίωτο (εξαιρουμένων φυσικά των απωλειών).



Ροή ισχύος

Ποια είναι λοιπόν η σχέση μεταξύ ροπής και ισχύος? Σε ένα μη περιστρεφόμενο σύστημα, αν για παράδειγμα έχουμε μια μάζα που μετακινείται ευθύγραμμα, η ισχύς με βάση τη Νευτώνεια μηχανική μας δίνεται από τον ρυθμό μεταβολής της ενέργειας. Αν θέλουμε να συμπεριλάβουμε το μέγεθος της ταχύτητας με απλές πράξεις προκύπτει πως η ισχύς δίνεται από το γινόμενο ταχύτητας επί την δύναμη.

Δηλαδή για να μετακινήσουμε ένα βαρύ κιβώτιο με μικρή ταχύτητα θα καταναλώσουμε ίδια ισχύ με το να μετακινήσουμε ένα ελαφρύ κιβώτιο με μεγάλη ταχύτητα. Στην περίπτωσή μας όπου το σύστημα είναι περιστρεφόμενο η ισχύς ισοδυναμεί με το γινόμενο της γωνιακής ταχύτητας (στροφές ανά λεπτό) επί την ροπή στρέψης, οπότε για δεδομένη ισχύ μπορούμε είτε να έχουμε μεγάλη ροπή και χαμηλή ταχύτητα περιστροφής είτε μικρή ροπή και υψηλή ταχύτητα περιστροφής.

Αν είχαμε μόνο μια σταθερή σχέση μετάδοσης (συγκεκριμένες στροφές ανά λεπτό λειτουργίας του κινητήρα να αντιστοιχούν σε συγκεκριμένη ταχύτητα κίνησης) τότε θα μπορούσαμε να εκμεταλλευτούμε το φάσμα της λειτουργίας του κινητήρα στο μέγιστο της απόδοσής του μόνο σε πολύ συγκεκριμένες ταχύτητες κίνησης.

Για το λόγο αυτό λοιπόν υπάρχει το κιβώτιο ταχυτήτων. Χρησιμοποιώντας το μπορούμε να ρυθμίζουμε τον συσχετισμό ταχύτητας κίνησης οχήματος και ταχύτητας περιστροφής κινητήρα ώστε να χρησιμοποιήσουμε το ωφέλιμο πεδίο λειτουργίας του σε ένα ευρύτερο φάσμα ταχυτήτων κίνησης του οχήματος

Για να δούμε λοιπόν στην πράξη πόση δύναμη φτάνει στο σημείο επαφής του ελαστικού με το δρόμο χρειαζόμαστε το διάγραμμα ώσης, για να το κατασκευάσουμε χρειαζόμαστε τα εξής:

- καμπύλη ισχύος
- λόγους μείωσης ταχυτήτων
- λόγο μείωσης ενδιάμεσου κιβωτίου*
- λόγο μείωσης διαφορικών
- διάμετρος τροχού

Ολοκληρο το αρθρο στο robotpig.net



Άβαταρ μέλους
jimmm
Μαθαίνω να στρίβω.
Μαθαίνω να στρίβω.
Δημοσιεύσεις: 905
Εγγραφή: Κυρ Σεπ 27, 2009 5:16 pm

Re: Ισχύς Ροπή Ώση - Ανάλυση

Δημοσίευση από jimmm » Πέμ Αύγ 05, 2010 8:35 am

PDT_Armataz_01_34 PDT_Armataz_01_34

Άβαταρ μέλους
P.A.D.R.C
Schumacher
Schumacher
Δημοσιεύσεις: 16442
Εγγραφή: Σάβ Δεκ 11, 2004 2:58 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα
Επικοινωνία:

Re: Ισχύς Ροπή Ώση - Ανάλυση

Δημοσίευση από P.A.D.R.C » Τρί Αύγ 17, 2010 7:51 am

Το θεμα ταιριαζει εδω νομιζω :
www.puntoclub.gr/viewtopic.php?f=7&t=16114
No matter what,F.I.A.T. will always be in my heart..
Εικόνα
PERFORMANCE ADRENALINE EXPLOSION RACING CLUB

Just an SBG-GREEN Forced Air Induction System & 151.710km @1121kg (MOTtest)

Απάντηση

Επιστροφή στο “Μάθε πως λειτουργεί”