Sliter litt med hestekrefter og bil

[Plecto]

Sitter å tenker litt rundt dette med hestekrefter og bil. Jeg vet at arbeid = kraft*strekning, altså dytter jeg bilen min 20 meter med en viss kraft har jeg gjort et visst arbeid. Effekt = arbeid/tid, altså jo fortere jeg gjør jobben, dess mer effektiv er jeg. Men når det gjelder bil er jeg litt usikker. Har en motor lik effekt i alle gir? Akselerasjonen er jo langt lavere i høyere gir, men krafta i motoren må jo gå et sted? Og når det står at en bil har 100hk, dette betyr da at det er maks effekt, altså effekten ved et visst turtall. Er det ikke da litt missvisende da det ikke nødvendigvis betyr hvor sprek bilen er? Ta f.eks. en bil med 100hk ved 5000rpm som rett og slett ikke duger på andre turtall enn akkurat 5000 (litt overdrevet men), og en annen bil som har en bratt effektgraf og duger veldig mye bedre på alle andre turtall untatt rundt 5000? Da ville vel den med 80hk være, om ikke sprekere men i alle fall like sprek som den med 100? Er ikke integralet av effektgrafen eller gjennomsnittelig effekt en bedre pekepinne?

Endret 22. februar 2008 av Plecto

[Syar-2003]

Les :

 

NYTTIG "OPPFRISKNING" OM HK OG DREIEMOMENT

Endret 22. februar 2008 av syar2003

[Plecto]

Kan ikke si at det hjalp så mye Det var et eksempel der:

 

Tenk deg at du har kjempesterk bein-muskulatur (høyt dreiemoment), og tråkkende på en sykkel er du så sterk at du klarer å sykle i 15 km/t med en 10 kg tilhenger bakpå oppover en slak bakke, men du er så "treg" (lavt turtall) at du ikke klarer å tråkke fortere rundt enn 20 km/t på flat vei og nedoverbakker i samme giret.

 

 

 

Kameraten din derimot ( m. lik ett-gir-sykkel), har svakere bein-muskulatur (lavere dr.-moment), og klarer ikke sykle fortere enn 10 km/t. i bakken med det tunge lasset, men er så kjapp i pedaltråkket (høyere turtall) at han suser forbi med 30 km/t på hver flate og nedoverbakke (som det i dette tilfellet er mange av), og etter noen mil vil han komme lenge før deg i mål (pga. av flere HK som vi skal forklare mer litt senere).

 

 

 

Men akselererer dere likt (< 20 km/t) vil alltid du med høyere dr.-moment vinne.

 

Så hvis bilen klarer et høyere turtall har den større effekt? Kan ikke si det stemmer med det jeg har lært i fysikken Og hvis man akselererer likt så vil den med høyest dreiemoment vinne? Det sto jo at karen som bare syklet 10km/t i bakken klarte å kjøre fortere på flat mark fordi han hadde høyere effekt, hvordan kan da karen med lavere effekt og høyere dreiemoment vinne hvis de akselererer like fort (antar at de akselererer like fort i starten, hvis ikke hadde de jo kommet likt i mål)? Karen med høyt turtall vil jo dra igjen fordi han andre ikke klarer å tråkke fortere.

 

Tar et lite eksempel her. Hvis jeg dytter en vogn med 10N 10 meter bortover, da har jeg gjort et arbeid på 100Nm, klarer jeg dette på 10 sekunder har jeg en effekt på 10W. Men hvordan blir dette når vognen allerede triller i 10km/t når jeg begynner å dytte med 5N? Sett bortifra all annen motstand. Da vil jo effekten min bli langt høyere i og med at jeg vil klare å gjøre jobben enda fortere, men jeg selv har jo ikke blitt noe sterkere. Kan det da stemme at man får en skyhøy effekt bare man kjører fortere?

[benjamin84]

Høyere turtall, gitt samme dreiemoment, gir høyere effekt. Dette er grunnen til at dieselmotorer oppleves som sterke til tross for at de ikke har så høy effekt. Mye moment, men motoren gir seg ved rundt 4.500 omdreininger. Dobler du motorens turtall(til 9000 omdreininger) med samme moment vil du få dobbelt så mye effekt.

 

Forholdet er som følger:

 

Effekt (kW) = ( Moment (Nm) x Hastighet (RPM) ) / 9549

Wikipedia Artikkel

 

Momentet er en funksjon av kraften fra forbrenningen av drifstoffet rettet ned mot stempelet, og momentarmen på veivakselen.

Endret 22. februar 2008 av benjamin84

[Plecto]

Vanskelig å fortstå det her. Effekten er et resultat av dreiemomentet, men hvordan kan effekten øke når hastigheten øker? For akselerasjonen blir jo lavere i høyere gir? Men du sier at effekten øker når turtallet øker, men effekten fortsetter jo å øke når du girer om og ligger i et lavere turtall.

[GeCcO]

Effekten og momentet blir målt på motoren, ikke på selve bilen. Dermed kan du ikke beregne ut fra hvor fort selve bilen beveger seg i løpet av et visst tidspunkt. Det du må beregne er hvor fort og med hvilken kraft motoren kan gjøre en rotasjon med veivakselen/svinghjulet.

[Plecto]

Ja, det er greit nok, men jeg fortstår fortsatt ikke dette med at effekten øker når hastigheten øker. Triller jeg en tralle på en viss tid, har jeg en viss effekt. Hvis tralla allerede triller svinefort når jeg starter å dytte, dytter jeg med samme kraft, men da vil jo effekten min øke massivt uten at jeg selv har blitt noe sterkere?

[benjamin84]

Ja, det er greit nok, men jeg fortstår fortsatt ikke dette med at effekten øker når hastigheten øker. Triller jeg en tralle på en viss tid, har jeg en viss effekt. Hvis tralla allerede triller svinefort når jeg starter å dytte, dytter jeg med samme kraft, men da vil jo effekten min øke massivt uten at jeg selv har blitt noe sterkere?

Hvis du klarer å dytte med samme styrke i mye høyere hastighet så vil effekten øke ja, det er korrekt. Samme med en bilmotor, om du har samme dreiemoment (styrke) ved et høyt turtall vil du ha en høyere målt effekt.

 

Og som gecco sier, effekt blir målt på motoren, og er uavhengig av bilens hastighet ettersom denne blir bestemt av girutvekslingen (og girvalget).

[Januar333]

Når det gjelder toppfart(og aerodynamikk) og aks er det fordel med hk og turtall, dreiemoment i seg selv ikke så viktig hvis ikke bilen veier 5t.

 

Og dreiemoment og turtall har direkte sammenheng da 200nm på 2000 omdreininger gjør MYE mindre jobb enn 200nm på 4000 omdreininger..

Mange skryter sinnssykt av at dem har 500nm på 3500omdreiniger på diesel bilen sin men bensin biler med høyere turtall kan dra minst like mye last bare mye høyere drivstofforbruk

 

man ser jo hvordan supraer evoer osv spinner seg rundt en bane fortere en all slags diesel biler hadde klart

Endret 23. februar 2008 av freddy85

[GeCcO]

Altså, effekten på selve bilen i forhold til underlaget blir noe helt annet enn effekten som motoren i bilen yter. Effekten i motoren er akkurat den samme i alle gir. Hensikten med girene er at enhver motor ikke har full kraft fra tomgang til maks rpm., dermed må man la motoren jobbe lettere til man kommer til det punktet hvor motoren har fått bygd opp maksimalt med kraft for så å skifte gir og starte prosessen på nytt i et gir med en utveksling som gir høyere rotasjon på akslingen/differensialen, og ergo øker farten på hjulene og da bilen.

 

Eksempelet ditt med trallen er jo slik at hvis den er i fart og du begynner å dytte den videre så vil jo effekten på trallen øke ja, men du vil ikke kunne få noe særlig stor effekt siden du selv ikke yter noe arbeid. Alt avhenger av hvilket forhold de forskjellige tingene har med hverandre. Når du begynner å dytte tralla har den fart ja, men du som en egen maskin yter ikke så mye. Du må alltid anse starttilstanden til det objektet du skal dytte som null, og så vil du få hvilken kraft du bruker. Du kan ikke slå sammen den farten/kraften objektet har før du kommer inn i bildet, for det er ikke arbeid som du har utført. Kun det arbeidet du har gjort er det som teller, hvilken fart/kraft objektet du skal manipulere hadde før du ville påføre det en kraft sier ikke noe om hvilken kraft du selv utført har på objektet.

[Plecto]

Så hva er da fordelen med bruk av begrepet effekt? Det er jo dreiemomentet som beskriver den fysiske kraften til motoren, effekt får du bare du øker turtallet, noe hva som helst kan gjøre uavhengig av hvor sterk motoren er. Jeg kan jo dytte en trailer jeg, bare den triller litt fra før av så skal jeg nok få gjort et arbeid, f.eks. dytte den i 5 meter.

[benjamin84]

Begrepet effekt sier noe om hvordan motoren oppleves på høyere turtall. Det er absolutt ikke slik at hvem som helst kan øke turtallet på en motor, dette krever forsterkning av alt fra sylinder vegger, conrods, veivaksler, ja kort sagt hele konstruksjonen. Diesel motorer f.eks. er det omtrent ikke hensiktsmessig å forsøke å dra forbi 5000 RPM, selv le Mans bilen til Audi hadde sperre på rundt 5.500 et sted.

 

En bensinmotor derimot har mye høyere potensiale for turtall, en motorsykkelmotor f.eks. er ofte konstruert for å gi maks effekt rundt 12-13.000 omdreininger. Ved kun å beskrive dreiemomentet til en slik motor så vil du ikke få inntrykk av hvor sterk den egentlig er.

 

Her ser du en graph som viser moment (dessverre ikke i Nm men i lbs.ft.) og hestekrefter i en motorsykkel motor.

[benjamin84]

Jeg kan jo dytte en trailer jeg, bare den triller litt fra før av så skal jeg nok få gjort et arbeid, f.eks. dytte den i 5 meter.

Her misforstår du litt. Det gjør ikke noe hva du dytter på, kun hvor hardt du dytter.

 

Dytter du med 200N over 5 meter så har du utført et arbeid som du sier, men om du dytter på meg, eller en trailer har lite å si. Arbeidet du utfører blir brukt til å overkomme motstand, rullemotstanden til traileren f.eks. Dette blir igjen overført til kinetisk energi ettersom du marginalt øker farten til traileren.

 

Les gjerne gjennom denne

How Stuff Works

[SeaLion]

Innen SI-systemet (det metriske systemet) er det enkelt å regne ut dreiemoment ved et visst turtall hvis man kjenner effekten ved dette turtallet. Eller motsatt.

 

Formlene som brukes er:

 

kW * 9549

------------ = Nm

rpm

 

 

Nm * rpm

----------- = kW

9549

 

hk = kW * 1,36

kW = hk * 0,7353

 

Hvis du vil regne ut mellom hk og Nm bytter du ut konstanten 9549 med 7021 i begge formlene. Vil du regne mellom usanske hk (hp) og den usanske dreiemomentenheten (torque) pund-fot (lb-ft) må du bruke konstanten 5252.

 

For f.eks Ferrari F50:

Den har en makseffekt på 382 kW (520 hk) ved 8500 rpm. Ved dette turtallet er dreiemomentet (382 * 9549) / 8500 = 429 Nm

Ferrari F50 har altså 429 Nm ved 8500 rpm.

 

Maks dreiemoment er oppgitt til 471 Nm ved 6500 rpm. Ved dette turtallet er effekten (471 * 6500) / 9549 = 320 kW

Ferrari F50 yter altså 320 kW (436 hk) ved 6500 rpm.

 

Hvis du bare har f.eks effektkurven for en motor kan du altså regne ut dreiemomentkurven. Og omvendt. Og vet du dreiemomentet ved et visst turtall, kan du altså også regne deg til hvor mye effekt motoren gir ved det samme turtallet. Og omvendt.

 

Dette betyr at to forskjellige motorer som begge har f.eks maks 150 hk (110 kW) ved 6000 rpm, begge har 175 Nm ved dette samme turtallet. Men på grunn av ulik motorkarakteristikk kan den ene f.eks ha maks 200 Nm ved 4000 rpm (83 kW), mens den andre motoren har maks 300 Nm ved 2500 rpm (78 kW).

Legg merke til at jeg IKKE sier at to motorer som begge har maks 150 hk begge har maks 175 Nm, for ingen motorer gir både maks effekt og maks dreiemoment ved samme turtallet.

 

Se også http://auto.howstuffworks.com/horsepower1.htm

[Plecto]

Dytter du med 200N over 5 meter så har du utført et arbeid som du sier, men om du dytter på meg, eller en trailer har lite å si. Arbeidet du utfører blir brukt til å overkomme motstand, rullemotstanden til traileren f.eks. Dette blir igjen overført til kinetisk energi ettersom du marginalt øker farten til traileren.

 

Jo, arbeidet er likt uansett hvor raskt tid du bruker, dytter du med en viss kraft over en viss strekning har du gjort et visst arbeid. Men hvis du gjør det samme bare du bruker kortere tid har du høyere effekt. Altså hvis traileren triller fra før av, før jeg begynner å dytte, kan jeg bruke kortere tid på arbeidet selv om jeg dytter like hardt, altså har jeg høyere effekt, eller?

 

Begrepet effekt sier noe om hvordan motoren oppleves på høyere turtall. Det er absolutt ikke slik at hvem som helst kan øke turtallet på en motor, dette krever forsterkning av alt fra sylinder vegger, conrods, veivaksler, ja kort sagt hele konstruksjonen. Diesel motorer f.eks. er det omtrent ikke hensiktsmessig å forsøke å dra forbi 5000 RPM, selv le Mans bilen til Audi hadde sperre på rundt 5.500 et sted.

 

Hvem som helst motor kan jo yte maks turtall bare den ikke er koblet til noe, altså hvis du holder clutchen inne Men da blir vel ikke arbeidet like stort fordi man ikke har i nærheten av samme dreiemoment? Har man samme dreiemoment uten noe særlig motstand vil jo turtallet gå rett i taket.

 

Men hvis effekt er et resultat av dreiemoment. Kan man da ikke like gjerne glemme effekten? Har man lyst å regne ut effekten kan man gjerne det, men det vil vel uansett være dreiemomentet som beskriver ytelsen til motoren?

 

Og sealion, hvor kommer de konstantene fra? Forstår hvis du regner med hk eller pund/fot, men kW og Nm er jo SI prefikser?

[gxi]

Det er helt feil at dreiemomentet gir noe fremdrift. Det er KUN effekten som gir fremdrift, og man kan ha så mye dreiemoment man vil, men uten effekt kommer man ingen vei. Dreiemomentet er bare en variabel som er med på å beregne effekten. Du kan bruke dreiemomentet til å beskrive ytelsen på motoren, men da er du avhengig av at turtallet er konstant.

 

Som forklart lengre opp, og vist i diagrammer, så vil effekten følge turtallet. Dette kommer av at turtallet er den andre variabelen som brukes for å beregne effekten. Ulike motorer jobber på ulike turtall. F.eks kan man enkelt si at en typisk bensinmotor vil jobbe effektivt på ca. 3000rpm, mens en turbodiesel vil jobbe effektivt på 1500rpm hvorav motorene på de oppgitte turtallene har samme effekt. Jeg vil bruke dieselmotoren som et symbol på en motor med høyt dreiemoment, mens bensinmotoren som et symbol på en motor med lavt dreiemonent i resten av teksten. Det at dieselmotoren oppnår samme effekt på 1500rpm betyr ikke at den er noe sterkere enn bensinmotoren som oppnår effekten på 3000rpm, men det kan svært lett føles slik. Dette kommer av svært mange variabler, men uansett vil ikke dieselmotoren gi noe mer fremdrift enn bensinmotoren på gitt turtall.

 

Noe som beskriver dette veldig greit er at man på en trøsykkel kan oppnå ca. 500Nm, men nesten ingen turtall, kanskje 100-150rpm. Det betyr ikke at man har noe mer fremdrift enn med en bilmotor som oppnår 150Nm pga. bilmotoren vil ha et mye høyere turtall, som igjen gir mye mer effekt.

 

Så kommer det faktum som er nevnt ganske mange ganger. En bensinmotor vil typisk ha maks effekt rett under rødstreken på turtallet, altså typisk 5500rpm. De færreste bruker dette området normalt sett. En dieselmotor oppnår kanskje maks effekt på 3000rpm, men har rødstreken på 5000rpm. De fleste som ikke er klar over dette vil uansett holde motoren på rundt 3000rpm, og dermed vil det føles som at dieselmotoren gir mye mer effekt. Den samme effekten kan oppnås på en bensinmotor med mindre dreiemoment ved å øke turtallet, altså bruke et lavere gir.

 

Fremdrift = effekt i kW eller hk (samme greia, 1hk =~ 740W)

Effekt = dreiemoment * turtall * (en konstant)

[benjamin84]

Altså hvis traileren triller fra før av, før jeg begynner å dytte, kan jeg bruke kortere tid på arbeidet selv om jeg dytter like hardt, altså har jeg høyere effekt, eller?

 

Jeppsann. Gitt att du faktisk klarer å dytte like hard... for å dytte en bevegende trailer må du løpe fort, og samtidig dytte med samme kraft som om du løp saktere. Dette er absolutt ikke lett, og krever mye energi fra deg, altså utgir du en større effekt, men over et kortere tidsrom.

[Plecto]

Men hva er da vitsen med å skryte på seg høyt dreiemoment? Leste en annonse om Volvo V70 (tror jeg det var) som de kalte "dramonsteren" hvor dreiemomentet ble dratt veldig fra, i og med at effekt er et resultat av dreiemoment, kan man ikke da like greit reklamere for effekten?

 

Merker at dette blir en guide for dummys

Endret 27. februar 2008 av Plecto

[gxi]

Det å reklamere for dreiemoment er et poeng pga. måten de fleste vanlige folk bruker turtallsområdet. De fleste "normale folk" tror at det å presse turtallet over midten på måleren betyr høyere drivstoffutgifter og mye slitasje for motoren. Dette gjør at de fleste aldri vil gå noe særlig over 3000rpm. Tar man en bensinmotor med relativt lavt dreiemoment på motoren, så oppnår man aldri i nærheten av maksimal effekt ved å ligge under eller rundt 3000rpm. Resultatet av dette er at folk tror at en motor med høyt dreiemoment gir mer fremdrift enn en med lavt.

 

Det er enda mer klart for de som drar tungt f.eks en tilhenger på 1,5 tonn. På en bensinmotor betyr det kanskje 2.-gir i bratte oppoverbakker og 5000rpm, mens på en dieselmotor blir det 4. gir og 3000rpm. Det er svært lett da å tro at dieselmotoren som kan dra like mye vekt på et lavere turtall er sterkere enn bensinmotoren som må ha et høyt turtall. Faktum er at om man forsøkte å presse dieselmotoren opp i 5000rpm i samme situasjon for å få mer effekt, så vil det ikke gå i det hele tatt.

 

Det er girkassens jobb å sørge for at hjulene får korrekt dreiemoment og turtall uavhengig av hvilket turtall og dreiemoment motoren gir. En bensinmtor på 5000rpm eller en dieselmotor på 3000rpm.. Gitt samme vekt og hastighet, så er det også likt dreiemoment på hjulene. Det er stor forksjell på en girkasse beregnet for en motor med høyt dreiemoment i forhold til en beregnet for en motor med lavt dreiemoment. Det ser man tydelig ved å se turtallet i forhold til fart på et gitt gir. En bensinmotors girkasse vil kanskje ligge på 2500rpm i 4. gir i 60 km/t, mens en dieselmotors 4.gir i 60 km/t vil kanskje gi 1500rpm. Dette gjør at dreiemomentet faktisk ikke har så stor betydning som mange vil ha det til, da dette jevnes ut i girkassen.

 

Hadde man fjernet turtallsindikatoren fra instrumentpanelet, isolert motoren så lyden fra den ikke hørtes, og satt en automatkasse i bilen av en eller annen form (eller en manuellkasse som er laget for akkurat den bestemte motoren), så ville resultatet vært at man ikke merket forskjell på 100Nm i forhold til 1000Nm. Det vil kun være effekten som teller.

Endret 27. februar 2008 av jonepet