[LazerHawke]

Japanerna har ju mer effekt än vrid i många av sina bilar

[apersson850]

Jo, det finns många bud.
Grunden är som sagt att det är vridmomentet som man kan anbringa på hjulen som vrider runt dem, och det är i sin tur det som sätter fart på bilen.

Från sambandet att effekten är varvtalet gånger vridmomentet får man förstås också möjligheten att säga att det är den tillgängliga effekten som sätter fart på bilen. Men det är som sagt nästa steg i kedjan, och jag anser att man ska utgå från det primära när man funderar på hur något fungerar, och hur man enklast bygger matematiska modeller för hur det fungerar.

Jag räknar som sagt på motordrifter titt och tätt i jobbet, så jag har matematiken rätt klar för mig, för att uttrycka det milt.

Uttrycket ovan, om japanernas effekt och vridmoment, är alltså helt felaktigt. Eftersom effekt och vridmoment är proportionella mot varandra är det en matiematisk omöjlighet. Har man dubbelt så mycket effekt har man också dubbelt så mycket vridmoment vid samma varvtal.
Det som avses är förmodligen att japanska motorer ofta levererar mest effekt vid höga varvtal, men sämre vid låga. Därför blir vridmomentet, speciellt vid lägre "vardagsvarvtal", inte så högt som för en motor som ger toppeffekten vid lägre varvtal.

[apersson850]

Så acceleration på en bil ges av effekten.

Nä, den enkla formeln är a=F/m. Alltså är accelerationen kraften genom massan, så det är kraften som ger accelerationen.
Vridmoment är samma sak som kraft, fast roterande. Det är i sammanhanget en smaksak om man vill räkna med vridmomentet som snurrar runt hjulen, eller räkna om det till en kraft (multiplicera med radien på hjulet). Men det är vridmomentet/kraften som ger accelerationen, inget annat. Att man sen inte kan applicera en kraft på något som rör sig utan att det utvecklas en effekt är som sagt sekundärt. Tertiärt är att man inte heller kan utveckla en effekt över tid utan att det går åt energi.

Men linjär acceleration skapas av en kraft, roterande av ett vridmoment.

Det är för övrigt inte korrekt att räkna på bilens rörelseenergi som gjordes ovan. Den tar ju bara hänsyn till vad man måste sätta fart på för att få bilen att röra sig om den kan sväva över vägen utan att motorn är igång. I verkligheten är det en hel del saker som ska bringas att rotera också, något som ökar rörelseenergin för hela systemet. Sådana rörelser tillför ofta mer än vad man kan tro.

Som kuriosa kan jag nämna att i en av de maskiner jag jobbar med har vi en motor som flyttar en del av maskinen. Sträckan är 15 mm, lasten väger 220 kg och rörelsen går på ungefär 120 ms. Man kan ju tro att det går åt en rejäl motor för att få upp farten på 220 kg på sex hundradels sekunder, och sen stoppa rörelsen på lika lång tid. Men i själva verket går det allra mesta av motorns vridmoment åt till att få upp farten på två i mekanismen ingående kugghjul till 2400 r/min, och sen få stopp på dem igen. Då är kugghjulen ändå inte större än precis vad som behövs för att växla ut rörelsen till en axel som kan passera vid sidan om motorn.

Den som vill tänka lite till inser lätt att all acceleration, roterande såväl som linjär, vore omöjlig om det var effekten som utför den. I det singulära ögonblicket när vi ska påbörja accelerationen finns ju ingen rörelse, och då per definition finns ingen effekt heller. Det hade alltså inte varit möjligt att ta sig ur ett stillastående tillstånd om det vore effekten som skapade accelerationen.

[Malmstroem]

Undrade lite hur länge det skulle ta innan någon påpekade min förenkling.

Du har helt rätt. Jag orkade inte skriva ut hela formeln och förenklade därmed rätt kraftigt. I "princip" har jag rätt. Arbete beror på hur långt du går med en last. Effekten beror på hur fort du gör det.

[apersson850]

Ja, men det motsäger heller inte vad jag sa, eftersom det inte svarar på samma fråga.

[Malmstroem]

Jag håller med om dina förklaringar, men det blir lite av en cirkeldiskussion om vad som ger acceleration -- vridmoment eller effekt. Det är ungefär som att diskutera vad som kom först -- hönan eller ägget -- eftersom du inte kan ha acceleration på en bil utan både vridmoment och effekt.

Vridmoment ger effekten om du vet varvtalet. På samma sätt kan du räkna ut vridmomentet om du vet effekten och varvtalet. Har du effekt har du alltid vridmoment (i alla fall när det gäller en bilmotor som snurrar runt).

Det är dock mjöligt att ha vridmoment utan effekt -- men då pratar vi statik, inte dymanik -- och då finns det inte heller någon acceleration.

[VolvoB20]

Accelerationen beror av motorns effekt och inte av motorns moment om du ska få fart på bilen tex 0-200 km/h, och varför säger jag det då? Jo..

Accelerationen beror ju av momentet på hjulen som Apersson850 säger, det stämmer helt och fullt. Men momentet på hjulen har ju inget att göra med med momentet i motorn, för det finns ju en växellåda i mellan som kan förändra momentet hur mycket som helst. På traktorn har jag 36 växlar som kan höja momentet på hjulen 100 ggr mot motorns vrid.

Motorns effekt kan dock ingen växellåda i värden förändra eller höjja 100 ggr, det enda växellådan kan göra är att försöka hålla motorn vid det varvtal som ger max effekt och föra över den till hjulen med minsta förlust.

Titta på en F1 bil som har kass vrid i motorn, den accar bra ändå för du har en växellåda som höjer vridmomentet till hjulen.

[Verdi]

Jag tycker ni gör det onödigt svårt för er. Ett objekt, t ex en bil, som väger 2 ton har vid t ex 100 km/h en viss rörelseenergi. Den energin uppstår inte ur tomma intet. Alltså måste vi tillföra energi för att accelerera objektet till önskad hastighet.

Så... Energi = Effekt * Tid. Ju mer effekt vi har desto snabbare kommer vi upp i önskad hastighet. Vridmoment är bara en biprodukt av motorns effekt och varvtal och ingenting som påverkar kraften på hjulen. Egentligen kan man se motorn som en svart låda där bara effektkurvan är intressant. Sen ska växellådan vara så beskaffad att vi inte hamnar utanför maxeffekt alltför mycket över den tid det tar att accelerera.

I en bruksbil vill jag ha effekten tillgänglig i det varvtalsområde som jag använder vid vanlig vardagskörning. Då kan jag titta på den där effektkurvan och se hur effekten ser ut i det område jag är intresserad av. Sen råkar det vara så att hög effekt vid lågt varvtal implicerar högt maximalt vridmoment. Men det är egentligen inte vridmomentet som är intressant som sagt. Mer än indirekt.

[apersson850]

Men momentet på hjulen har ju inget att göra med med momentet i motorn, för det finns ju en växellåda i mellan som kan förändra momentet hur mycket som helst.

Här har vi ett typexempel på hur man kan lura sig själv när man tänker. Växellådan kan inte alls förändra momentet hur mycket som helst, eftersom det finns gränser för vilket ingående varvtal man kan ha.

Och motorns vridmoment vid varje tidpunkt under accelerationen är förstås också intressant, eftersom det är så att vinkelaccelerationen (på vevaxeln i det fallet) fortfarande är (motorns) vridmoment dividerat med det totala rotationströghetsmomentet för lasten. Det består i det fallet av dels motorns och växellådans ingående axels rotationströghetsmoment, dels det reflekterade rotationströghetsmomentet genom växellådan. Det påverkas av utväxlingen i kvadrat.

Men det är bara ett annat sätt att se på det hela. Det är fortfarande vridmomentet vid varje givet tillfälle, oavsett om man mäter på motorn och dess last eller på drivhjulen och dess last, som ger hjulens acceleration. Så länge de inte slirar är den ju direkt proportionell mot bilens acceleration. Det är bara att multiplicera med momentarmen (hjulradien).

Så återigen, det är vridmomentet på hjulen som sätter fart på bilen. Att det sen krävs en effekt för att kunna åstadkomma detta vridmoment när hjulen rör sig är en sekundär sak. Låt vara bara nästa steg i ett rakt nedstigande led, men ändå inte det primära. Så att säga att det är effekten som accelererar bilen är fel på samma sätt som att säga att det är tack vare att du går till jobbet på dagarna som bilen accelererar (för då får du lön så du kan köpa drivmedel så motorn kan gå så effekt kan utvecklas så vridmoment kan åstadkommas så bilen kan accelerera). Inte lika mycket fel, för effekten är närmare vridmomentet än vad lönen är, men fel enligt samma princip.

Var det någon som pratade om chipstrimmning, förresten?

[VolvoB20]

Jag tycker ni gör det onödigt svårt för er. Ett objekt, t ex en bil, som väger 2 ton har vid t ex 100 km/h en viss rörelseenergi. Den energin uppstår inte ur tomma intet. Alltså måste vi tillföra energi för att accelerera objektet till önskad hastighet.

Det var ju exakt det jag skrev: 2000 kg bil rör sig med 100 km/h har 771 KJoule rörelseenergi.

För att bygga upp den rörelseenergin på 10 sek behövs det alltså åt 77,1 kW = 104,9 hk

och

För att bygga upp den rörelseenergin på 1 sek behövs det alltså åt 771 kW = 1049 hk

Så... Energi = Effekt * Tid. Ju mer effekt vi har desto snabbare kommer vi upp i önskad hastighet. Vridmoment är bara en biprodukt av motorns effekt och varvtal och ingenting som påverkar kraften på hjulen. Egentligen kan man se motorn som en svart låda där bara effektkurvan är intressant. Sen ska växellådan vara så beskaffad att vi inte hamnar utanför maxeffekt alltför mycket över den tid det tar att accelerera.

I en bruksbil vill jag ha effekten tillgänglig i det varvtalsområde som jag använder vid vanlig vardagskörning. Då kan jag titta på den där effektkurvan och se hur effekten ser ut i det område jag är intresserad av. Sen råkar det vara så att hög effekt vid lågt varvtal implicerar högt maximalt vridmoment. Men det är egentligen inte vridmomentet som är intressant som sagt. Mer än indirekt.

Precis.