Quando ho comprato la mia prima vera auto sono diventato (per la prima volta) moderatamente curioso di prestazioni del veicolo. Ho iniziato a vedere come è stato confrontato con la mia vettura precedente in termini di prestazioni e sono stato immediatamente colpito da una domanda fondamentale:

Qual è l’attributo più importante per l’accelerazione—potenza o coppia?

Il mio primo approccio è stato quello di chiedere a quelli immediatamente intorno a me e chiamare alcuni amici che erano in auto e/o in corsa. I risultati non sono stati soddisfacenti., Ho avuto un paio di risposte decenti, ma nessuno poteva spiegare il rapporto a me in un modo che ho potuto capire.

La maggior parte delle persone ha opinioni forti su questo argomento, ma nessuna comprensione reale della scienza.

Tutto questo mi ha confuso e incuriosito. Una cosa che ho capito è che nessuna delle persone che discutevano usava la scienza dura come base per la loro argomentazione; invocavano la scienza, ma lo facevano in modo molto sciatto. Beh, questo non era abbastanza per me così ho deciso di trovare le risposte reali.,

I fondamentali

Quindi per iniziare ho naturalmente consultato Google. La maggior parte dei migliori successi per “torque vs. horsepower” sono pezzi eccellenti; abbattono la matematica in un modo molto metodico, quindi non ripeterò quell’eccellente lavoro qui. Invece, mi limiterò a riassumere le basi che sono accettate come fatto da tutti.

  1. Potenza: James Watt si avvicinò con il concetto di potenza-che è una misura di, abbastanza interessante, potenza. 1 HP è l’equivalente di 33.000 ft / lbfs al minuto., La ragione per l’unità complessa è che stiamo contabilizzando tre cose con questo numero: la quantità di peso coinvolta, la distanza che viene spostata e quanto tempo ci vuole per farlo (quest’ultimo è importante).
  2. Coppia: la coppia non è altro che una misura di torsione, o di rotazione, forza. Il modo più semplice per pensare a questo è immaginare un albero lungo — come l’asse di un’auto — e immaginare che sia in una stanza sospesa a mezz’aria. Appeso sul fondo di un’estremità c’è una corda con un peso attaccato — un peso molto pesante.,

Ora immagina qualcuno che cerca di, usando le mani, ruotare l’albero in modo da sollevare il peso. Pensate a loro come essenzialmente cercando di agire come un argano e avvolgerlo.

Nota che questo non dice nulla su quanto velocemente stai torcendo.

La quantità di forza che sono in grado di generare ruotando è la coppia che sono in grado di produrre.

Un’unità per la misurazione di questo è il foot-pound. Un foot-pound è la “forza” rotazionale generata appendendo un peso di una libbra all’estremità di un argano da 1 piede.,

Smetti di pensare alla potenza e alla coppia come completamente separate

Perché HP e Torque si incrociano a 5252 RPM

L’errore che la maggior parte delle persone commette quando si impegna in questo dibattito sta considerando la potenza e la coppia in modo indipendente. Quasi tutti sostengono come se fossero valori separati e non correlati-cosa che non sono.,

Horsepower = (Torque x RPMs) / 5252

Questa equazione è la seconda cosa più importante in questa pagina, ed è per questo che nessuno dicendo che la potenza e la coppia dovrebbe essere considerato ugualmente e separatamente sia significativamente errato. La potenza è il prodotto della coppia e di un altro valore-(RPM diviso per 5252). Non è estraneo, separato o diverso.

In effetti, non esiste una singola macchina che misuri la potenza di un’auto. E ‘ un numero creato dall’uomo., Quando viene testata la prestazione di un’auto, la sua coppia viene misurata utilizzando un dinamometro.

La misura delle prestazioni di un motore è la coppia. La potenza è un numero aggiuntivo che viene raggiunto moltiplicando la coppia per gli RPM.

La fisica dell’accelerazione

Così ora per la cosa più importante sulla pagina. Ciò che determina la vera accelerazione per un veicolo non è affatto discutibile: è la forza divisa per la massa. La formula per l’accelerazione è vista sotto.,

f = ma

Che significa 

a = f/m

La confusione arriva solo nel determinare di quale forza stiamo effettivamente parlando.

Quindi stiamo risolvendo per l’accelerazione e abbiamo una massa costante. Abbiamo già stabilito che la coppia è la quantità di forza rotazionale generata al motore, ma non ci preoccupiamo della forza al motore.

Quello che ci interessa è la forza alle ruote.

Anche il raggio della ruota è importante.,

La forza alle ruote è il f in f = ma.

Ma ricorda, la trasmissione alla fine dà la forza alle ruote, non al motore. E questo è il trucco di tutto questo casino!

L’ingranaggio è il traduttore tra il motore e le ruote

Quindi è qui che entra in gioco l’ingranaggio: è la lente d’ingrandimento per l’accelerazione, dato ciò che il motore può produrre in potenza.

L’ingranaggio ingrandisce la coppia, motivo per cui è così importante nelle corse.

Questo è il motivo per cui le auto da corsa più veloci funzionano a RPM estremamente elevati.,

La coppia alle ruote è la coppia al motore combinata con l’ingrandimento della coppia dato dalla trasmissione tramite ingranaggi. Quindi la trasmissione vede solo ciò che viene fuori dal motore, mentre le ruote vedono la combinazione di forza risultante del motore più la trasmissione.

Questo è ciò che rappresenta la potenza! È la combinazione dei vantaggi delle abilità grezze del motore combinate con gli RPM. E RPM sono ciò che ci permettono di utilizzare ingranaggi in modo efficace, che ci dà più coppia alle ruote.,

E la coppia alle ruote è finf=ma.

Conclusione

Quindi una risposta tecnica alla domanda di “Cosa rende l’accelerazione: coppia o potenza?”, è la coppia.

Ma coppia alle ruote-non al motore.

E poiché l’accelerazione è la coppia alle ruote, la vera risposta è la potenza, perché la potenza comprende non solo la coppia del motore ma la coppia totale che viene consegnata alle ruote.,

Note

  1. 7 maggio 2019 — Aggiornato per la leggibilità (tipografia e formattazione), così come la chiarezza di scrittura.
  2. I motori elettrici producono una coppia enorme, che è ciò che rende le auto come la Tesla così veloci.
  3. Per eventuali commenti, correzioni, fiamme, o altri tipi di input, non esitate a contattarmi. Sono partita per tutto ciò che mi aiuterà a capire meglio questo argomento interessante.
  4. Ingranaggi è estremamente importante perché controlla RPM (e quindi potenza).
  5. Gli ingranaggi ingrandiscono la coppia-quindi l’accelerazione disponibile in prima marcia.,
  6. Un altro modo per convalidare che è la potenza e non la coppia che conta di più per l’accelerazione è guardare le auto che hanno l’accelerazione più alta, che sono le auto di F1. E indovina un po’? Coppia bassa, potenza elevata.
  7. Un’altra eccellente spiegazione degli argomenti a allpar.com
  8. Un altro modo per vedere l’importanza di ingranaggi è quello di notare quanto velocemente alcune auto di fascia bassa sono in grado di accelerare in prima marcia. All’inizio si sentono piuttosto veloci perché possono saltare fuori dalla linea, ma è davvero solo una marcia super alta che invia molta coppia alle ruote. Ma si esaurisce rapidamente.,
  9. Le auto da corsa hanno una potenza elevata a causa di RPM elevati, non a causa di una coppia elevata (vedi ingranaggi).
  10. “Al di sotto di 5252 giri / min la coppia di qualsiasi motore sarà sempre superiore alla sua potenza, e al di sopra di 5252 giri / min la potenza di qualsiasi motore sarà sempre superiore alla sua coppia. A 5252 RPM la potenza e la coppia saranno esattamente le stesse.” — revsearch.com
  11. ” È meglio fare coppia ad alto numero di giri che a basso numero di giri, perché è possibile sfruttare gli ingranaggi.” — vettenet.org