Om sammenheng mellom dreiemoment, effekt, turtall og giring

[ATWindsor]

Når du fyller drivstoff og det sier boom, så utvikles en energi per tidsenhet, dvs en effekt.

 

AtW

[Greddi]

Du kan ha flere boom per tidsenhet. Og det kalles effekt.

Jeg snakker spesifikk om èn boom, som skaper moment.

[ATWindsor]

Personlig ser jeg på det som langt mer meningsfylt å si at det utvikler energi, men som tidligere sagt, så blir det litt snakk om hvordan man ser det, momentet alene i et utsnitt av en sykel er ikke akkurat noe som forteller oss særlig mye.

 

AtW

[Snickers-is]

 

Nei, jeg har i grunnen ikke sagt noen av delene. Det jeg har sagt er at det hele tiden er effekten som bestemmer akselrasjonen, ikke toppeffekten, men den effekten som omsettes i øyeblikket.

 

 

 

Den effekten ved den bestemte turtallet, eller i det øyeblikket?

 

Er ikke det effekten som blir bestemt fra dreiemomentet?, you know, når du fyller drivstoff i sylindereren og det sier boom, eksplodere og skaper trykk, dermed moment som dytter en arm, som sveiver en aksel rundt, dermed får en dreiemoment og dermed skaper arbeid?

 

Eller rettere sagt,er det den mengden energi som puttes i sylinderen før den omsettes til moment?

 

 

Vel, det var jo kanskje et litt upresist spørsmål, så om jeg bommer på det du egentlig spør om så si i fra.

 

Jeg skal prøve å forklare litt hva som skjer rent matematisk med termodynamisk potensiale og energi:

 

For det første er det viktig å huske på at dette "boom"-et er en konvertering av potensiell energi til varme og trykk i en såkalt eksoterm kjemisk reaksjon. Trykket oppstår i det reaksjonen foregår i et tilnærmet isokorisk (konstant volum) system (vi antar da at selve forbrenningen ikke tar tid og at dermed stempelet ikke rekker å flytte seg i løpet av forbrenningsprosessen, selvsagt vel vitende om at det er en forenkling.

 

Når man har trykk og temperatur i sylinderen og stempelet beveger seg ned øker volumet i sylinderen. Dette medfører en spontan reduksjon av trykk og temperatur. Innen termodynamikken kaller vi dette en isentropisk prosess. Det betyr at den følger det vi kaller en entropilinje i et termodynamisk diagram. Disse linjene følger nøye bestemte retninger, og felles for dem er at de har dette forholdet til de andre iso-linjene når systemet utfører et arbeid på omgivelsene:

Isobar: Entropilinjene faller sammenliknet med linjene for konstant trykk.

Isoterm: Entropilinjene faller sammenliknet med linjene for konstant temperatur.

Isokor: Entropilinjene stiger sammenliknet med linjene for konstant volum.

Isentalp: Entropilinjene faller sammenliknet med linjene for konstant entropi (et uttrykk for indre energi og trykk-volum (PV-uttrykket for volum))

 

Spesielt interessant her er at isentropene faller sammenliknet med isotermene. Dette betyr at temperaturen faller svært raskt etter forbrenningen, men det skyldes ikke at kammeret kjøles mot omgivelsene. En motor har nemlig en ekspansjon som er nær det vi kaller en adiabatisk prosess. Det betyr at ingen varme utveksles mot omgivelsene. Det er med andre ord slik at mesteparten av varmen fra forbrenningen går over til mekanisk arbeid i ekspansjonen. Entalpien (isentalp er konstant entalpi) er et energiuttrykk som vil være direkte ekvivalent med summen av det arbeidet som utføres og den energien som avgis til omgivelsene i form av varme. Dette inkluderer både kjølingen av sylinderblokken og ikke minst varmen som gjenstår i eksosgassen.

 

Dette blir sikkert litt komplekst om man ikke er vant med termodynamikk, men kort sagt kan det sies omtrent som følger:

Etter at blandingen forbrenner i sylinderen er det selve ekspansjonen av den forbrente gassen som utfører arbeidet på veivakslingen. Denne kraften er ikke linear, men summen av tap og den energien som omsettes til mekanisk arbeid i løpet av stempelets vandring fra topp til bunn er lik summen av energi i som tas ut av drivstoffet i forbrenningsprosessen.

 

Den effekten man får ut av motoren er da lik det mekaniske arbeidet minus mekanisk tap ved et gitt turtall. Man har et svinghjul for å jevne ut dette dreimomentet. Det ville være svært ubehagelig å sitte i en bil der man umiddelbart følte dreimomentet fra hver sylinder for hver tenning. Momentet er jo tross alt høyest straks etter at stempelet har passert øvre dødpunkt på tenningstakten.

 

Denne prosessen har ekstremt mange variabler som gjør at ulike turtall gir ulik ekspansjonstakt, ulik forbrenningsgrad osv osv. Om motoren befinner seg i ekspansjonstakten og dreies 1 grad vil allikevel tiden dette tar påvirke hvor stort arbeid man kan hente ut. Tiden er også selve fundamentet for effekten av det utførte arbeidet. Dette oversetter direkte til effekt og dermed akselerasjonskraft.

 

Så når bilen står i ett gear med en gitt utveksling vil ekspansjonen være det som driver bilen fremmover. Hastighetsforskjellen mellom to øyeblikk er ekvivalent med arbeidet som er utført, og tidsforskjellen vil gi oss den gjennomsnittlige effekten. Dersom bilen står i et høyere gear vil det ikke bare være en transformasjon av dreimomentet, det vil også påvirke hvor stor effekt motoren kan omsette med den gitte lasten.

 

Hastighetsforskjellen mellom disse to punktene sier ingen ting om akselerasjonen før vi tar med tiden. For å omregne akselerasjon til tid må vi ha med tid som faktor på begge sider av regnestykket.

 

Men en ting er viktig her: Akselerasjon må ikke forstås som "den kraften vi kjenner i ryggen" direkte. Akselerasjon er en dynamisk prosess som innebærer en hastighetsendring. Den kraften vi kjenner i ryggen er en kraft, ekvivalent med det aktuelle dreimomentet og gearutvekslingen, men altså ikke akselerasjonen i seg selv. Det er, som noen helt riktig har påpekt, årsaken til akselerasjonen, men for å oppnå faktisk akselerasjon må vi ha en bevegelse, og det fordrer tid.

[IntelAmdAti]

Ta et eksempel, en Toyota 1.8l vvtli motor.

Lavere dreiemoment og guffe enn 1.8l vvti motoren (140hk) på "vanlige" turtall.

 

Men vvtli motoren har blant annet høyere turtall og yter 190hk i rundt 8000omdreininger.

 

 

Lurer på hvilken motor og gir som blir mest nedslitt, en du må piske i 8000rpm eller en som leverer like mye effekt men med halvparten så høy rpm?