När jag köpte min första riktiga bil blev jag (för första gången) måttligt nyfiken på fordonets prestanda. Jag satt på väg att se hur det jämfört med min tidigare bil prestanda-wise och omedelbart slogs av en central fråga:

vad är det viktigaste attributet för acceleration-hästkrafter eller vridmoment?

mitt första tillvägagångssätt var att fråga dem omedelbart runt mig och ringa några vänner som var i bilar och / eller racing. Resultaten var inte tillfredsställande., Jag fick några anständiga svar, men ingen kunde förklara förhållandet till mig på ett sätt som jag kunde förstå.

de flesta människor har starka åsikter om detta ämne, men ingen verklig förståelse för vetenskapen.

allt detta gjorde var förvirra och intrigera mig. En sak jag räknade ut är att ingen av de människor som argumenterade använde hård vetenskap som grunden för deras argument; de åberopade vetenskap, men gjorde så mycket slarvigt. Det räckte inte för mig så jag bestämde mig för att hitta de riktiga svaren.,

grunderna

så till att börja med konsulterade Jag naturligt Google. De flesta av de bästa träffarna för ”vridmoment vs hästkrafter” är utmärkta bitar; de bryter ner matematiken på ett mycket metodiskt sätt, så jag kommer inte att upprepa det utmärkta arbetet här. Istället sammanfattar jag bara grunderna som accepteras som fakta av alla.

  1. hästkrafter: James Watt kom upp med begreppet hästkrafter — vilket är ett mått på, intressant nog, makt. 1 HP motsvarar 33 000 ft / lbfs per minut., Anledningen till den komplexa enheten är att vi står för tre saker med detta nummer: mängden vikt som är inblandad, avståndet det flyttas och hur lång tid det tar att göra det (den sista är viktig).
  2. vridmoment: vridmoment är inget annat än en mätning av vridning eller roterande kraft. Det enklaste sättet att tänka på detta är att föreställa sig en lång axel – som en bilaxel-och föreställa sig att det är i ett rum som är upphängt i luften. Hängande på botten av ena änden är ett rep med en vikt fastsatt-en mycket tung vikt.,

föreställ dig nu att någon försöker, med sina händer, vrida axeln för att lyfta vikten. Tänk på dem som i huvudsak försöker agera som en vinsch och rulla upp det.

Observera att detta inte säger något om hur snabbt du vrider.

mängden kraft som de kan generera genom att vrida är det vridmoment som de kan producera.

en enhet för mätning av detta är fotpundet. En fot-pund är den roterande ”kraft” som genereras genom att hänga en en-pund vikt i slutet av en 1-fot vinsch.,

sluta tänka på hästkrafter och vridmoment som helt separat

varför HP och vridmoment korsar vid 5252 varvtal

det misstag som de flesta gör när de deltar i denna debatt överväger hästkrafter och vridmoment självständigt. Nästan alla argumenterar som om de är separata, orelaterade värden-som de inte är.,

Horsepower = (Torque x RPMs) / 5252

denna ekvation är det näst viktigaste på den här sidan, och det är anledningen till att någon som säger att hästkrafter och vridmoment bör betraktas lika och separat är signifikant felaktig. Hästkrafter är produkten av vridmoment och ett annat värde – (RPMs dividerat med 5252). Det är inte orelaterat, separat eller annorlunda.

faktum är att det inte finns en enda maskin som mäter en bils hästkrafter. Det är ett konstgjort nummer., När en bils prestanda testas mäts vridmomentet med en dynamometer.

måttet på motorns prestanda är vridmoment. Hästkrafter är ett extra nummer som uppnås genom att multiplicera vridmomentet med RPMs.

accelerationsfysiken

så nu för det viktigaste på sidan. Vad som bestämmer sann acceleration för ett fordon är inte alls diskutabelt-det är kraft dividerat med massa. Formeln för acceleration ses nedan.,

f = ma

vilket betyder…

a = f/m

förvirringen kommer bara att avgöra vilken kraft vi faktiskt pratar om.

Så vi löser för acceleration och vi har en konstant massa. Vi har redan fastställt att vridmomentet är den mängd rotationskraft som genereras vid motorn, men vi är inte oroade över kraften vid motorn.

vad vi är intresserade av är kraften vid hjulen.

hjulets radie är också viktig.,

kraften vid hjulen ärf If = ma.

men kom ihåg att överföringen i slutändan ger kraften till hjulen, inte motorn. Och det är tricket till hela den här röran!

Gearing är översättaren mellan motorn och hjulen

så det är där gearing kommer in—det är förstoringsglaset för acceleration, med tanke på vad motorn kan producera i kraft.

Gearing förstorar vridmomentet, varför det är så viktigt i racing.

det är därför de snabbaste racecars arbetar vid extremt höga varvtal.,

vridmomentet vid hjulen är vridmomentet vid motorn i kombination med vridmomentförstoringen som ges av överföringen genom växling. Så överföringen ser bara vad som kommer från motorn, medan hjulen ser den resulterande kraftkombinationen av motorn plus överföringen.

det är vad hästkrafter representerar! Det är kombinationen av fördelarna med motorns råa förmågor i kombination med varvtal. Och varvtal är det som tillåter oss att använda växling effektivt, vilket ger oss mer vridmoment vid hjulen.,

och vridmoment vid hjulen ärf If=ma.

slutsats

så ett tekniskt svar på frågan om ” vad gör acceleration: vridmoment eller hästkrafter?”är vridmoment.

men vridmoment vid hjulen – inte vid motorn.

och becauase acceleration är vridmoment vid hjulen, det verkliga svaret är hästkrafter, eftersom hästkrafter omfattar inte bara motorns vridmoment utan det totala vridmomentet som levereras till hjulen.,

anmärkningar

  1. 7 maj 2019 — uppdaterad för läsbarhet (typografi och formatering), samt skriva klarhet.
  2. elektriska motorer producerar massivt vridmoment, vilket gör bilar som Tesla så snabbt.
  3. för eventuella kommentarer, korrigeringar, lågor, eller andra typer av input, gärna kontakta mig. Jag är spel för allt som hjälper mig att bättre förstå detta intressanta ämne.
  4. Gearing är oerhört viktigt eftersom det styr varvtal (och därmed hästkrafter).
  5. kugghjul förstorar vridmomentet — därav accelerationen som finns i första växeln.,
  6. ett annat sätt att validera att det är makt och inte vridmoment som betyder mest för acceleration är att titta på de bilar som har den högsta accelerationen, som är F1-bilarna. Och gissa vad? Lågt vridmoment, hög hästkraft.
  7. en annan utmärkt förklaring av ämnena på allpar.com
  8. ett annat sätt att se vikten av gearing är att märka hur snabbt vissa low-end bilar kan accelerera i första växeln. De känner sig ganska snabbt först eftersom de kan hoppa av linjen, men det är verkligen bara en super hög växel som skickar massor av vridmoment till hjulen. Men det tar slut snabbt.,
  9. Racecars har hög hästkrafter på grund av höga varvtal, inte på grund av högt vridmoment (se växling).
  10. ” under 5252 varv varje motor vridmoment kommer alltid att vara högre än dess hästkrafter, och över 5252 varv varje motor hästkrafter kommer alltid att vara högre än dess vridmoment. Vid 5252 varvtal kommer hästkraften och vridmomentet att vara exakt densamma.”—revsearch.com
  11. ”Det är bättre att göra vridmoment vid höga varvtal än vid låga varvtal, eftersom du kan dra nytta av växling.”— vettenet.org