Effekt - vrid resonemang

Fick en liten fundering när jag läste tråden i bildforumet om nya vetten.

Många säger att det är vrider som räknas men jag är av en lite annan uppfattning.
På fysiklektionerna fick man ju lära sig att vridmoment är kraften man utövar. Vridmomentet kan tex vara statiskt.

Effekten är hur fort man accelerar en massa. p=m*a

om man har en steglös växellåda (tex variator på moppe) och den ser till att motorn hela tiden ligger på varvtalet för maxeffekt så måste ju den med högst effekt vara snabbast.
Nu har ju nästan alla bilar att begränsat antal växlar, så ett spann i varvtalet måste användas. Är det då den med störst area under effekt kurvan som blir snabbast?

Förutsättningen är givetvis samma vikt på bilarna osv, med andra ord endast effektkurvan som skiljer.

om jag har en motor med 700Nm vid 2000 rpm så har ju den lägre effekt än en med 700Nm vid 4000 rpm. Hur ska man tänka för att få ihop det med att den med vridet högre upp skulle vara snabbare? Det är ju samma kraft. Är det så enkelt som att det är energin som räknas och att det blir mer energi om man lägger på samma kraft men snurrar fortare? Kanske kan liknas vid att försöka stoppa en bil som rullar i 2 km/h och en som rullar i 20 km/h?

Blev kanske lite virrigt och felaktigt resonemang eller?

Jag håller med dig.

Men många blandar ihop vridmoment med brett effektregister.

Brett effektregister ger hög medeleffekt.


Effekt=VridXVarvtal, så samma vrid vid dubbla varvtalet ger dubbla effekten.

Hmm nu käns det som jag är på djupt vatten, allså komentera hur folk skriver

citat:
Effekten är hur fort man accelerar en massa. p=m*a

Att accelerera en mass m*a är kraft
att släpa en kraft en viss bit
m*a*x är energi'
att släpa en kraft en viss bit på en viss tid
m*a*x/t är effekt
allså effekt är energi per tidsenhet

litet p är tryck i min värd, effekt är stort P

sort analys
F=m*a --> F=N(newton)
m=kg
a=m/s^2
F=kg*m/s^2

Energi:
m*g*x
x=sträck=m(meter)
kg*m/s^2*m --> kg*m^2/s^2
Energi=Nm eller J (joel) eller Ws eller kWh eller eller

Effekt:
m*a*x/t
kg*m/s^2*m/t/t --> kg*m^2/s^3

Sort analys är ski.... bra och roligt, tycker han ja

Förvisso hämtat från en MC-snubbe men jag tycker denna kille förklarar det enkelt och bra när det gäller förbränningsmotorer:

http://patric.20m.com/effekt.html

För att få en hög acceleration, a, så måste den accelererande kraften F vara stor och/eller massan, m vi accelererar vara liten då F = ma.

För att motorn ska kunna generera en kraft, F, så måste motorn ge effekten P = Fv där v är hastigheten hos bilen.

Då det också finns förluster, F_förlust, att ta hänsyn till som exempelvis luftmotstånd för så kan man säga att effekten och accelerationen kan beskrivas:

P = v(ma + F_förlust)

Utifrån dessa formler så kan man komma fram till att vilket vridmoment en motor ger spelar ingen roll så länge den har en viss effekt. Högt vridmoment ska dock inte förväxlas med "bra drag från botten" eller en väldigt bred effekt eller vridmomentskurva.

Sedan är det ju så att en bil vanligen är begränsad av de växlar den har, och max acceleration kommer att ske vid varvtalet för max vridmoment. Dock är inte detta samma sak som att köra med max vridmoment ger maximal acceleration.

Åter igen kan vi använda formlerna ovan till förklaringen, om vi nu struntar i förlusterna så kommer P = mav. Massan förändras föga hos en bil (såvida man inte har en enorm bränsleförbrukning) under accelerationen vilken då kan anses som konstant. Effekten P kan sägas bero på vridmoment och varvtal medans F beror på vridmoment och utväxling samt hastigheten v beror på motorns varvtal och utväxlingen. I utväxlingen inkluderar jag då drivande hjulens radie.
På detta sätt kan man då inse att en begränsning av antalet utväxlingar kommer att leda till att vi alltid kan nå högre kraft F vid max vridmoment än vid max effekt, medans produkten av kraften F och hastigheten v är högst vid max effekt.

Vridmomentet i sig kan ge upphov till mycket höga krafter F (kraften*sträckan ger arbetet), men så fort hjulen börjar snurra och bilen får fart så inför vi "per tidenehet" (arbete per tidenehet) och då är det effekt som gäller.

Betraktar vi formeln så kan vi också komma till slutsatsen att med konstant effekt så sjunker accelerationen då hastigheten ökar, även om inga förluster skulle finnas.

Motorns effekt är även det som avgör en bils toppfart enligt P = F_förlust*v, under dessa förhållanden finns dock inget kraftöverskott att accelerera bilen vidare.

Men en förlustfri momentomvandlare skulle problemet vara ur världen och momentkurvan kunde ha en topp med bredd om bara nåt tusentals varv. Alltid kraft till hands och steglöst justerbar (med högerfoten).

Med en manuell växellåda så blir det att försöka hitta den bästa kompromissen (i det verkliga körfallet, inte i bromsbänken).

För att ta ett angränsande exempel, hur skulle en banräser med elmotor konstrueras? Där har man ju nästan konstant moment över hela varvtalsspannet.

NiklasFalk skrev:

För att ta ett angränsande exempel, hur skulle en banräser med elmotor konstrueras? Där har man ju nästan konstant moment över hela varvtalsspannet.

Så mycket varvtal som möjligt?

Daniel Ekström skrev:

NiklasFalk skrev: För att ta ett angränsande exempel, hur skulle en banräser med elmotor konstrueras? Där har man ju nästan konstant moment över hela varvtalsspannet. Så mycket varvtal som möjligt?

Eller är det effekten som är konstant för elmotorer? Kraften är ju beroende på skillnaden i varvtal från frigångsvarvtalet (hjälp mig, jag har ju redan snurrat in mig) ungefär.
Jag minns att det var nån fundamental skillnad mellan elmotorer och ottomotorn (som i bra exempel har platt momentkurva inom ett visst spann).

NiklasFalk skrev:

Daniel Ekström skrev: NiklasFalk skrev: För att ta ett angränsande exempel, hur skulle en banräser med elmotor konstrueras? Där har man ju nästan konstant moment över hela varvtalsspannet. Så mycket varvtal som möjligt? Eller är det effekten som är konstant för elmotorer? Kraften är ju beroende på skillnaden i varvtal från frigångsvarvtalet (hjälp mig, jag har ju redan snurrat in mig) ungefär. Jag minns att det var nån fundamental skillnad mellan elmotorer och ottomotorn (som i bra exempel har platt momentkurva inom ett visst spann).

Beror på vad för typ av elmotor det är.

Men generellt så har elmotorer "oendligt" moment på låga varv.

En likströmsmotor varvar dessutom "oendligt", men momentet avtar i proportion till varvtalet.

Självklart förutsatt att friktion är lika med noll

en växelströmsmotor däremot jobbar på konstant varvtal, om du bromsar den så ökar momentet, och om du avlastar den så minskar momentet, men varvtalet försöker den hålla konstant.

Skulle man konstruera en elmotor för bankörning så skulle man sannolikt konstruera en för användning av så höga varvtal som möjligt och sedan försöka få den att ge högt vridmoment vid dessa varvtal. Med en högvarvig motor så kan man generellt nå högre effekt i förhållande till vikt och storlek även om kanske livslängd och verkningsgrad sjunker.

Johan Edlund skrev:

Skulle man konstruera en elmotor för bankörning så skulle man sannolikt konstruera en för användning av så höga varvtal som möjligt och sedan försöka få den att ge högt vridmoment vid dessa varvtal. Med en högvarvig motor så kan man generellt nå högre effekt i förhållande till vikt och storlek även om kanske livslängd och verkningsgrad sjunker.

Denna utveckling är väl redan långt gången i RC så det är ju bara att skala upp. Acchanteringen i depån blir ju ett nytt problem att lösa (sanering mm).

Hmm, Högvarviga tvåtaktare som går på metanol/nitro, kanske nåt för djungeltrummeklubben att fundera över (det har de säkert gjort sen länge).

Superswift skrev:

Förvisso hämtat från en MC-snubbe men jag tycker denna kille förklarar det enkelt och bra när det gäller förbränningsmotorer: http://patric.20m.com/effekt.html

Den där länken har jag kommenterat förut på ett annat forum:

Citat:

Jag läste inte allt, men det mesta såg bra och pedagogiskt ut. Det här stämmer dock inte och motsäger också det andra som står där: "Vridmomentet är ett mått på den relativa effekten. Där max vridmoment finns har vi den största kraften och snabbaste accelerationen." Snabbaste accelerationen får vi när vi har mesta möjliga kraft i däcken och det har vi vid max effekt. om det inte finns nåt motstånd så blir accelerationen lika med kraften på däcket dividerat med massan, a=F/m. Kraften är lika med effekten dividerat med hastigheten, F=P/v. Så a=P/(v*m). Så maximal acceleration fås vid max effekt och inte vid max vridmoment. Hans tankevurpa består i en betraktelse vid samma växel och då får man max kraft till däcket vid max vridmoment och inte vid max effekt, men det är inte relevant eftersom de flesta fordon har variabel utväxling. Det som är relevant att jämföra är max kraft i däcket vid varje enskild hastighet och det får man vid max effekt. Kör man i 130 km/h så har man mer kraft ut till däcket om man kör på tvåan vid maxeffektens 7 000 rpm, än om man kör på trean vid max vridmoment och 5 000 rpm, och därmed bättre acc. Vid 5000 rpm och 90 km/h på tvåan skulle man däremot ha högre kraft än vad man har vid 7 000 rpm på samma växel, Men det är inte relevant eftersom man i den hastigheten skulle köra på 1:an och 7 000 rpm och då ha ännu högre kraft ute vid däcken. Lite förvirrat kanske och inte alltid helt lätt att hänga med på. Toppeffekten är konstant i en vanlig bilmotor, oavsett hastighet och därmed minskar kraften vid däcken stadigt enligt ekvationen P=F*v, vilket ger stadigt sämre acc, oavsett om man har ökande luftmotstånd eller inte. OT: Så är det t.ex. inte för jetmotorer som istället har ganska konstant dragkraft och därför har en ständigt ökande effekt när man ökar hastigheten samt konstant acc, om det inte vore för luftmotståndet som ökar med hastigheten. Jetmotorer har också en del andra underliga egenskaper som att om man på ett stridsflygplan, typ Viggen, skruvar lös motorfästena så flyger motorn naturligt nog framåt i planet vid lägre hastigheter eftersom kraften i motorfästena är riktade åt det hållet, men det gör det underligt nog inte i höga hastigheter utan där går kraften i motorfästena åt andra hållet och vill istället bromsa flygplanet. Så skulle man då skruva lös motorfästen så skulle motorn ramla ut baktill. Det som då driver planet framåt är övertrycket i luftintaget som ger en större kraft än det som motorn bromsar med via motorfästena. En parantes och inget med det här att göra, men ett lustigt fenomen.

Effekt och vridmoment är mycket fundamentala ord för en motor. Något som därför borde vara självklara och förstådda storheter för bilintresserade. Tråkigt nog är det få som har en klar bild av vad det rör sig om.
Mycket kan bero på det sätt på vilket orden använts av motortidningar samt att det hänger kvar från mun till mun sedan 50 talet. Jag som varit med då känner igen hur snacket i raggargänget gick på den tiden.

Även numera ser man i hur tidningarna skriver att kraften som driver iväg bilen på låga varvtal benämns vridmoment och när man passerat 5000 rpm så byter kraften namn till hästkrafter. Det är som korna som blir til oxar när dom slaktats.

Självklart så skapas förvirring under sådana omständigheter. Journaister borde lägga sig i vind om att använda orden rätt, det blir lika smaskiga artiklar i alla fall och dessutom mer utbildande. För det är precis samma diskussioner som förkommer på andra sidan Atlanten. "Vad är bäst, ska man ha torque or horsepower?"

I själva verket ÄR hästkrafter måttet på hur fort en bil kan accelerera, alltså vet vi effekten så kan vi säga hur fort en bil kan accelerera.

Vi kan inte säga hur fort en bil kan accelerera genom att veta att den har 1000 Nm i vrid. För vi kan åstadkomma det vridet med handkraft. Men inte mediokra 10 hkr, då får vi ta till BÅDA händerna...


Göran Malmberg

Göran Malmberg skrev:

Men inte mediokra 10 hkr, då får vi ta till BÅDA händerna...

Uthålligt är det väl nånstans runt 0,75 hk om jag inte minns helt fel. Det var nåt sånt värde de nämnde för den som trampade en pedaldriven flygmaskin över Engelska kanalen.
Maxeffekt för människan går väl att räkna ut på 100mlöpare, de väger väl ca 75-80 kg eller nåt.

Rådet att växla när effektkurvan börjar dala och ha växellåda så att nästa växel börjar vid varvtalet för maxmoment är väl ganska empiriskt funnet (över lång tid dessutom). Vilket värde/yta är det som optimeras på detta sätt?

NiklasFalk skrev:

Rådet att växla när effektkurvan börjar dala och ha växellåda så att nästa växel börjar vid varvtalet för maxmoment är väl ganska empiriskt funnet (över lång tid dessutom). Vilket värde/yta är det som optimeras på detta sätt?

Här har vi väl ett tvättäkta Fuling uppdrag!
Göran Malmberg

NiklasFalk skrev:

Göran Malmberg skrev: Men inte mediokra 10 hkr, då får vi ta till BÅDA händerna... Uthålligt är det väl nånstans runt 0,75 hk om jag inte minns helt fel. Det var nåt sånt värde de nämnde för den som trampade en pedaldriven flygmaskin över Engelska kanalen. Maxeffekt för människan går väl att räkna ut på 100mlöpare, de väger väl ca 75-80 kg eller nåt. Rådet att växla när effektkurvan börjar dala och ha växellåda så att nästa växel börjar vid varvtalet för maxmoment är väl ganska empiriskt funnet (över lång tid dessutom). Vilket värde/yta är det som optimeras på detta sätt?

om man låter en löpare bära en g-mätare så kan man ju räkna ut effekten, man skulle också kunna räkna ut effekten hos en höjdhoppare osv.

Medeleffekten hos en människa är dock i regel mycket låg även om effekten stundvis kan vara mycket högre. En hk är ju just en hk då detta var medeleffekten en arbetshäst gav vid ex. pumparbete i gruvor vilka var bland de första tillämpningsområdena för ångmaskiner.

Jag tror tom att en häst bara klarar 0,8 hk i kontinuerligt arbete och människan bara runt 100 W...

Lyft 75 kg 1 m på en sekund och där har vi vår hästkraft eller 736W.

Vad nu allt detta hade med grundfrågeställningen att göra...

Jet skrev:

Vad nu allt detta hade med grundfrågeställningen att göra...

Tidsfördriv medan vi väntar på Fuling

Hmm och ni tror jag kan svara?

Svaret finns redan. Bäst ax får man med största ytan under effektkurvan mellan de varvtal som en växel behöver. Sen har man ett gäng faktorer till att ta känsyn till, en viktig faktor är masströghetsmomenet i motor och drivlina och luftmotstånd mm.

Jag har lurat/räknat och kommit fram till en modell som bygger på, se
https://rejsa.nu/forum/viewtopic.php?t=3143


Jag har därimot inte kollat ytan under effektkurvan.
Det är nog lurigt att få med alla parametar ändå.
Men det skulle nog inte vara allt för bökigt att räkna ut medeleffekten.
Medeleffekten gånger varvtals spannet är ytan under effektkurvan.

Skulle jag säga något så skall man dra en bit över maxeffekt. Hur långt styrs av hur efektkurvan ser ut.
När man växalr skall man dimpa ner på en så hög effekt som möjligt.
Tumme pekfinger växla så du hamnar på max vrid stämmer nog drägligt.

NiklasFalk skrev:

Men en förlustfri momentomvandlare skulle problemet vara ur världen och momentkurvan kunde ha en topp med bredd om bara nåt tusentals varv. Alltid kraft till hands och steglöst justerbar (med högerfoten). Med en manuell växellåda så blir det att försöka hitta den bästa kompromissen (i det verkliga körfallet, inte i bromsbänken). För att ta ett angränsande exempel, hur skulle en banräser med elmotor konstrueras? Där har man ju nästan konstant moment över hela varvtalsspannet.

Snöskotermotorer är ofta extremt peekiga, all effekt på 8' rpm, inget på 7'.

Variatorn skall vara anpassad så att den håller konstant maxeffektvarvtalet under fullgas, och det fungerar ypperligt (med lite piller så gör en Volvo 343 det med )

Jet skrev:

Jag tror tom att en häst bara klarar 0,8 hk i kontinuerligt arbete och människan bara runt 100 W... Lyft 75 kg 1 m på en sekund och där har vi vår hästkraft eller 736W. Vad nu allt detta hade med grundfrågeställningen att göra...

Det finns ju tyngdlyftare som frivänder 250 kg på rätt kort tid. Borde titta på den accelerationssnabaste fasen i draget.
Nåväl, vad har detta med grundfrågan att göra? Jo, att det är EFFEKTEN som visar hur snabbt arbetet kan utföras och inte vridmomentet. Problematiken ligger kanske i att en motor hela tiden ligger på ett varvtal
varför man indirekt hela tiden vid angivelse av moment även får sig en effekt angiven. Högre vridmoment på samma varvtal ger även högre effekt, vise versa. Därför bör den som inte har en klar bild av läget försöka ta reda på vad effekt o vridmoment ÄR ETT MÅTT PÅ.

Att jag tog i med att Fuling reder ut växlingspunkterna beror på att jag vet att han är en mästere på att räkna och göra diagram på sådana saker, och även redan räknat en del på problemet.
Göran Malmberg