kiedy kupiłem swój pierwszy prawdziwy samochód, stałem się (po raz pierwszy) umiarkowanie ciekawy osiągów pojazdu. Postanowiłem zobaczyć, jak to jest w porównaniu z moim poprzednim samochodem pod względem osiągów i od razu uderzyło mnie kluczowe pytanie:

Co jest najważniejszym atrybutem przyspieszenia—moc czy moment obrotowy?

moim pierwszym podejściem było zapytać tych, którzy natychmiast wokół mnie i zadzwonić do znajomych, którzy byli w samochodach i/lub wyścigów. Wyniki nie były zadowalające., Dostałem kilka przyzwoitych odpowiedzi, ale nikt nie mógł wyjaśnić mi związku w sposób, który mogłem zrozumieć.

większość ludzi ma silne opinie na ten temat, ale nie ma rzeczywistego zrozumienia nauki.

wszystko to mnie zmyliło i zaintrygowało. Jedną z rzeczy, które odkryłem, jest to, że żaden z ludzi, którzy się kłócą, nie używał twardej nauki jako podstawy ich argumentacji; powoływali się na naukę, ale robili to bardzo niechlujnie. To mi nie wystarczyło, więc postanowiłem znaleźć prawdziwe odpowiedzi.,

podstawy

więc na początek oczywiście skonsultowałem się z Google. Większość najlepszych hitów „torque vs. horsepower” to znakomite kawałki; rozkładają matematykę w bardzo metodyczny sposób, więc nie będę powtarzał tej znakomitej pracy tutaj. Zamiast tego po prostu podsumuję podstawy, które są akceptowane jako fakt przez wszystkich.

  1. Horsepower: James Watt wymyślił koncepcję koni mechanicznych — która jest miarą, co ciekawe, mocy. 1 HP jest odpowiednikiem 33,000 ft / lbfs na minutę., Powodem tej złożonej jednostki jest to, że liczymy trzy rzeczy z tą liczbą: ilość zaangażowanej wagi, odległość, którą jest przenoszony, i jak długo to trwa (ta ostatnia jest ważna).
  2. moment obrotowy: Moment Obrotowy to nic innego jak pomiar siły skręcającej lub obrotowej. Najprostszym sposobem na pomyślenie o tym jest wyobrażenie sobie długiego wału – jak oś samochodu — i wyobrażenie sobie, że znajduje się on w pomieszczeniu zawieszonym w powietrzu. Na spodzie jednego końca wisi lina z przymocowanym ciężarem-bardzo ciężkim ciężarem.,

teraz wyobraź sobie, że ktoś próbuje, używając swoich rąk, przekręcić wał, aby podnieść ciężar. Pomyśl o nich jako o tym, że starają się zachowywać jak wciągarka i zwijają ją.

zauważ, że to nic nie mówi o tym, jak szybko skręcasz.

ilość siły, jaką są w stanie wytworzyć przez skręcanie, to moment obrotowy, który są w stanie wytworzyć.

jedną jednostką miary jest funt stopy. Funt stopowy to obrotowa „Siła” generowana przez powieszenie wagi jednego funta na końcu wyciągarki o długości 1 stopy.,

przestań myśleć o koniach mechanicznych i momentach obrotowych jako zupełnie osobnych

Dlaczego HP i moment obrotowy krzyżują się przy 5252 obr. / min

błędem, który większość ludzi popełnia podczas tej debaty, jest niezależne rozważanie koni mechanicznych i momentu obrotowego. Prawie każdy argumentuje tak, jakby były odrębnymi, niepowiązanymi ze sobą wartościami—którymi nie są.,

Horsepower = (Torque x RPMs) / 5252

to równanie jest drugą najważniejszą rzeczą na tej stronie i dlatego każdy, kto mówi ci, że moc i moment obrotowy powinny być traktowane jednakowo i oddzielnie, jest znacznie mylony. Moc jest iloczynem momentu obrotowego i innej wartości – (RPMs podzielone przez 5252). To nie jest niezwiązane, oddzielone, czy inne.

w rzeczywistości nie istnieje ani jedna maszyna, która mierzy moc samochodu. To numer stworzony przez człowieka., Podczas badania osiągów samochodu, jego moment obrotowy jest mierzony za pomocą dynamometru.

miarą osiągów silnika jest moment obrotowy. Moc jest dodatkową liczbą, która jest osiągana przez pomnożenie momentu obrotowego przez rpm.

fizyka przyspieszania

więc teraz najważniejsza rzecz na stronie. To, co decyduje o prawdziwym przyspieszeniu pojazdu, nie jest dyskusyjne—to siła podzielona przez masę. Wzór na przyspieszenie jest widoczny poniżej.,

f = ma

co oznacza…

a = f/m

zamieszanie pojawia się tylko w określeniu, o której sile mówimy.

więc rozwiązujemy dla przyspieszenia i mamy stałą masę. Ustaliliśmy już, że moment obrotowy jest ilością siły obrotowej generowanej w silniku, ale nie zajmujemy się siłą w silniku.

interesuje nas siła na kołach.

promień koła również ma znaczenie.,

siła przy kołach to f w f = ma.

ale pamiętaj, przekładnia ostatecznie daje siłę na koła, a nie Silnik. I w tym tkwi sztuczka!

przekładnia jest tłumaczeniem między silnikiem a kołami

więc tutaj wchodzi przekładnia—jest to lupa do przyspieszania, biorąc pod uwagę to, co silnik może wytwarzać w mocy.

Przekładnia zwiększa moment obrotowy, dlatego jest tak ważna w wyścigach.

dlatego najszybsze samochody wyścigowe pracują przy bardzo wysokich rpm.,

moment obrotowy na kołach to moment obrotowy w silniku połączony z momentem obrotowym podanym przez przekładnię poprzez przekładnię. Tak więc skrzynia biegów widzi tylko to, co wychodzi z silnika, podczas gdy koła widzą wynikającą kombinację siły silnika i skrzyni biegów.

To właśnie reprezentuje koni mechanicznych! Jest to połączenie korzyści płynących z nieprzetworzonych możliwości silnika w połączeniu z RPM. A rpm pozwalają nam efektywnie używać przekładni, co daje nam większy moment obrotowy na kołach.,

a moment obrotowy na kołach to fwf=ma.

podsumowanie

więc odpowiedź techniczna na pytanie „co sprawia, że przyspieszenie: moment obrotowy czy moc?”, jest momentem obrotowym.

ale moment obrotowy przy kołach-nie przy silniku.

a ponieważ przyspieszenie jest momentem obrotowym na kołach, prawdziwą odpowiedzią jest moc, ponieważ moc obejmuje nie tylko moment obrotowy silnika, ale całkowity moment obrotowy dostarczany do kół.,

uwagi

  1. 7 maja 2019 r. – Aktualizacja pod kątem czytelności (typografia i formatowanie), a także przejrzystości pisania.
  2. Silniki elektryczne wytwarzają ogromny moment obrotowy, co sprawia, że samochody takie jak Tesla są tak szybkie.
  3. w przypadku jakichkolwiek uwag, poprawek, poprawek lub innych wpisów zapraszam do kontaktu. Gram na wszystko, co pomoże mi lepiej zrozumieć ten interesujący temat.
  4. przekładnia jest niezwykle ważna, ponieważ kontroluje rpm (a więc i moc).
  5. przekładnie zwiększają moment obrotowy — stąd przyspieszenie dostępne na pierwszym biegu.,
  6. innym sposobem potwierdzenia, że dla przyspieszenia liczy się moc, a nie Moment obrotowy, jest przyjrzenie się samochodom, które mają najwyższe przyspieszenie, czyli samochodom F1. I wiesz co? Niski moment obrotowy, duża moc.
  7. kolejne doskonałe wyjaśnienie tematów na allpar.com
  8. innym sposobem, aby zobaczyć znaczenie przekładni, jest zauważenie, jak szybko niektóre samochody z niższej półki są w stanie przyspieszyć na pierwszym biegu. Na początku czują się dość szybko, ponieważ mogą wyskoczyć z liny, ale to naprawdę super wysoki bieg, który wysyła dużo momentu obrotowego na koła. Ale szybko się kończy.,
  9. samochody wyścigowe mają dużą moc z powodu wysokich obrotów, a nie z powodu wysokiego momentu obrotowego (patrz przekładnia).
  10. „poniżej 5252 RPMs każdy moment obrotowy silnika będzie zawsze wyższy niż jego moc, a powyżej 5252 RPMs każda moc silnika będzie zawsze wyższa niż jego moment obrotowy. Przy 5252 obr. / min moc i moment obrotowy będą dokładnie takie same.”—revsearch.com
  11. „lepiej zrobić moment obrotowy przy wysokich obrotach niż przy niskich obrotach, ponieważ można skorzystać z przekładni.”—vettenet.org