Diferenta <putere\cuplu> La <flansa\la Roata>

[EFZ]

Acest topic a pornit de la o discutie cu Cumnatu', discutie din care am ramas amandoi la parerile initiale, asa ca cer(em) lamuriri publice pe forum.

Am o nelamurire in privinta diferentei intre puterea la flansa (volanta), puterea la roata (planetara) si puterea pusa pe asfalt (adica fuctie de diametrul rotii)

 

Voi incepe cu un citat dintr-o persoana cunoscuta forumului, afirmatie pe care am mai intalnit-o:

 

(Cumnatu @ Jun 10 2008, 02:50 PM)

Motorul de 2,7 are pe la 200 HP la motor adica aprox 170 la roata.

 

 

De ce?

 

Imi veti spune ca de la flansa pana la roata sunt pierderi. Ok, de acord, problema e ca in mare sunt cuplaje care pot fi aproximate ca fiind fixe (inclusiv ambreiajul cand e cuplat in totalitate), deci sunt chiar pesimist cand zic ca ar avea un randament de transmisie al momentului de torsiune si al puterii utile de ... 0.97. Pana aici e relativ bine, nu?

 

Daca e bine eu vin si mai zic ceva, si anume ca la masinile de serie raportul final al cutiei este supraunitar (de ex la Mati al meu e 4.444 daca imi aduc bine aminte), deci cutia poate fi echivalata cu un reductor. Ceea ce ar insemna ca la un cuplu aplicat rotii invartitoare, recte flansa, de, sa zicem, X Nm, la roata invartita voi avea 4.444 * X Nm (considerand exemplul de mai sus). Puterea, care din cate stiu eu este produsul dintre momentul de torsiune (cuplul motor) si turatia la care se obtine (M = P*n, unde n este turatia in rpm), deci relatia se aplica si in cazul acesteia, fiind o funtie a momentului de torsiune.

 

Deci daca am fi sa calculam cuplul final (sau puterea) la roata (dupa logica expusa de mine desigur) am obtine X Nm (KW) * 0.97 * 4.444.

 

Daca luam cazul cuplului pus propriu zis pe asfalt, deci egal forta rezultata din cuplul la roata (planetara) (dupa "impartire") imnultita si cu raza rotii (raza care aici are rol de brat al fortei), ar insemna ca acel cuplu de la planetara se ma mai mari inca odata.

 

In concluzie, daca ceea ce am scris e corect, seria de multiplicari prin care trece cuplul de la flansa pana la asfalt nu ar trebui sa depaseasca pierderile prin frecari care apar de la volanta pana la roata?

 

PS Daca am gresit, va rog sa ma corectati, nu am scris sa ma iau de nimeni, sau sa dau peste nas.

Asa cred eu ca sta treaba, atat m-a dus capul, chiar ma seaca de mult intrebarea asta, si chiar vreau sa ma lamuresc odata pentru totdeauna.

 

Astept raspunsuri ONTOPIC, argumentate, fara flame-uri (daca se poate ); daca nu aveti timp\chef sa cititi tot post-ul va rog nu postati in necunostinta de cauza.

[Satori]

Uite aici: http://en.wikipedia.org/wiki/Horsepower

[EFZ]

Topicul ala l-am citit acum ceva timp. Nu stiu despre tine, dar pe mine nu m-a lamurit in problema pusa de mine, nici atunci si nici acum.

Multumesc de raspuns.

Edited June 10, 2008 by EFZ

[ToPser]

Castigi in cuplu la roata pierzi in turatie ,logic !

"In concluzie, daca ceea ce am scris e corect, seria de multiplicari prin care trece cuplul de la flansa pana la asfalt nu ar trebui sa depaseasca pierderile prin frecari care apar de la volanta pana la roata?"

Aici ar trebui sa reformulezi !

Edited June 10, 2008 by ToPser

[Satori]

Pai... nu prea inteleg problema pusa de tine.

Dar acum am citit mai bine ce ai scris tu.

La cutie trebuie sa iei in considerare si raportul treptei de viteza, nu numai raportul final.

La planetara nu am auzit sa se masoare pana acum puterea, dar, cand o masori la roata, pierderile sunt destul de mari. Variaza in functie de multe aspecte (dimensiuni, tip cauciuc, stare cauciuc, presiune cauciuc, blablabla).

Cand se da puterea la volanta, se da de obicei fara a se lua in considerare pierderile cauzate de "accesorii".

In alta ordine de idei, cum ai calculat tu acel 0.97? Din linkul de mai sus: As an example, a standard earlier BMC/BLMC/BL Mini 850 c.c produced circa 34 bhp at the flywheel, yet only circa 18.20 bhp at the front - driving wheels!

[mr_]

Cand imparti cuplul la planetara la raza rotii obtii o forta, nu un cuplu.

 

Cuplul la roata e mult mai mare decat la flansa, insa asta nu inseamna ca nu sunt pierderi. Daca ai la roata un cuplu mai mic decat demultiplicarea x cuplul la flansa, diferenta e pura pierdere. Daca ai 100Nm la flansa, un raport de demultiplicare total de 5, si ai 400Nm la roata, inseamna ca ai pierdut 20%.

[EFZ]

name='ToPser' date='Jun 10 2008, 09:49 PM' post='356690'>

Castigi in cuplu la roata pierzi in turatie ,logic !

 

Te-as ruga sa dezvolti ca nu inteleg ce vrei sa spui.

 

name='ToPser' date='Jun 10 2008, 09:49 PM' post='356690'>

"In concluzie, daca ceea ce am scris e corect, seria de multiplicari prin care trece cuplul de la flansa pana la asfalt nu ar trebui sa depaseasca pierderile prin frecari care apar de la volanta pana la roata?"

Aici ar trebui sa reformulezi !

 

Hai sa reformulez: Cuplul este produsul dintre o forta si o distanta. Buuun.

Plecam de la forta F. Cuplul la flansa va fi F (forta exploziei) inmultit cu (aici nu sunt sigur) cu distanta alezaj a cilindrului sau raza volantei (care din ele o fi :rolleyes ? Bun acest cuplu este transmis prin cuplaj fix (luam cazul cand ambreiajul este cuplat complet) in cutie. Deci F * D

Cutia, cum m-a corectat si Satori, are odata raportul treptei curente (una din ele, nu conteaza) si raportul final (am zis sa nu mai tin cont si de raportul de treapta ca sa simpific putin o explicatie si-asa complicata). Presupunem ca rezultatul dintre raportul de treapta si cel final este 5; deci ce iese din cutie este multiplicat de 5 ori.

 

Deci, "insumam" si la "iesirea" imediata din cutie a cuplului, valoarea acestuia va fi F * D * It (unde It este raportul de transmisie) => acest cuplu va fi de It (respectiv 5) ori mai mare decat cuplul calculat mai devreme la flansa.

De aici cuplul se duce prin planetare (care la fel este cuplaj fix) la roata si valoarea lui va fi F * D * It * R (unde R este raza rotii).

 

La aceste inmultiri ma refeream cand am spus multiplicari ale cuplului, intr-adevar trebuia sa spun multiplicari ale fortei...

 

Asta e un calcul strict fara pierderi, deci un caz idealizat. Acum va invit pe dumneavoastra sa-mi spuneti ce pierderi apar, de ce natura, cauzate de ce anume si un cuantum al acestora, pentru a le putea introduce in calculele de pana acum si sa vedem ce iese. Mai mare la volanta sau la roata.

 

 

name='Satori' date='Jun 10 2008, 09:51 PM' post='356691'>

La cutie trebuie sa iei in considerare si raportul treptei de viteza, nu numai raportul final.

 

Am luat deja un exemplu in calculele revizuite de mai sus

 

name='Satori' date='Jun 10 2008, 09:51 PM' post='356691'>

La planetara nu am auzit sa se masoare pana acum puterea

 

Cand am spus asta ma refeream la puterea (cuplul) de la iesirea din cutie, pana sa ajunga la roata...

 

name='Satori' date='Jun 10 2008, 09:51 PM' post='356691'>

Cand se da puterea la volanta, se da fara a se lua in considerare pierderile cauzate de "accesorii". Cum ai calculat tu acel 0.97?

 

Acel 0.97 l-am presupus, am incercat sa "spun mai plastic" asta in prima postare. Oricum e zic ca randamentul unei cutii cam acolo se invarte. Ma insel?

 

name='mr_' date='Jun 10 2008, 10:12 PM' post='356706'>

Cand imparti cuplul la planetara la raza rotii obtii o forta, nu un cuplu.

 

Scuze, greseala mea.

 

name='mr_' date='Jun 10 2008, 10:12 PM' post='356706'>

Cuplul la roata e mult mai mare decat la flansa, insa asta nu inseamna ca nu sunt pierderi. Daca ai la roata un cuplu mai mic decat demultiplicarea x cuplul la flansa, diferenta e pura pierdere. Daca ai 100Nm la flansa, un raport de demultiplicare total de 5, si ai 400Nm la roata, inseamna ca ai pierdut 20%.

 

Multumesc domnule! Dumneata m-ai inteles perfect. Deci esti de acord ca la roata este mai mare cuplul (deci si puterea, ea fiind o functie a cuplului). Deci revenind la primul post, ce replica dai la ceea ce am citat?

 

(name='mr_' date='Jun 10 2008, 10:12 PM' post='356706')

Cand imparti cuplul la planetara la raza rotii obtii o forta, nu un cuplu.

 

Scuze, greseala mea.

 

(name='mr_' date='Jun 10 2008, 10:12 PM' post='356706')

Cuplul la roata e mult mai mare decat la flansa, insa asta nu inseamna ca nu sunt pierderi. Daca ai la roata un cuplu mai mic decat demultiplicarea x cuplul la flansa, diferenta e pura pierdere. Daca ai 100Nm la flansa, un raport de demultiplicare total de 5, si ai 400Nm la roata, inseamna ca ai pierdut 20%.

 

Multumesc domnule! Dumneata m-ai inteles perfect. Deci esti de acord ca la roata este mai mare cuplul (deci si puterea, ea fiind o functie a cuplului). Deci revenind la primul post, ce replica dai la ceea ce am citat?

[mr_]

Ce spune cumnatul e corect

Puterea si cuplul nu sunt acelasi lucru. Puterea este cuplu x viteza unghiulara (sau turatia).

 

Cutia de viteze multiplica cuplul, insa demultiplica turatia. Fara pierderi, puterea (adica produsul putere x cuplu) e aceeasi. Cu pierderi, ea e mai mica la roata...

[vis-a-vis]

Puterea la roata se masoara in ultima treapta de viteza si de obicei raportul acestei trepte e subunitar.

[EFZ]

Ce spune cumnatul e corect

Puterea si cuplul nu sunt acelasi lucru. Puterea este cuplu x viteza unghiulara (sau turatia).

 

Am mai zis, puterea este o functie a cuplului P=f(M), viteza unghiulara are mereu acelasi sens deci o caracteristica ar arata la fel in cazul amandurora

 

Puterea la roata se masoara in ultima treapta de viteza si de obicei raportul acestei trepte e subunitar.

 

Raportul ultimei trepte este undeva la 0.8 - 0.7 iar raportul final, de obicei depaseste 4... Prea mare relevanta nu ar avea.

[mr_]

turatia nu e aceeasi la roata si la motor! In cazul fara pierderi, raportul lor e exact invers raportului cuplurilor. Intr-un caz cu pierderi, e mai mic

 

0.7 x 4=2.8, nu e deloc neglijabil

[EFZ]

turatia nu e aceeasi la roata si la motor! In cazul fara pierderi, raportul lor e exact invers raportului cuplurilor. Intr-un caz cu pierderi, e mai mic

 

0.7 x 4=2.8, nu e deloc neglijabil

 

Pai da, la roata viteza vai fi de "It" ori mai mica, asta e logic, doar avem a face cu reductor. Dar ce legatura are? Eu vorbeam strict de cuplu transmis, nu de regimuri de fuctionare. Toate calculele mele au plecat de la premisa ca turatia se mentine constanta.

 

Si da, scade semnificativ raportul de transmisie, dar eu zic ca pierderile dintr-o cutie nu se echivaleaza cu un eventual "cuplu rezistiv" de 2.8 * Cuplul la flansa...

 

 

Tin sa spun din nou, nu am facut topicul pentru a va contrazice, provoca sau sfida; vreau explicatiile voastre, iar eu va voi trimite parerea mea despre ele (pana la urma eu sunt ala care trebuie sa inteleaga, nu? ). Ramane ca la sfarsit sa cantarim toate argumentele si sa ajungem la un raspuns clar.

Edited June 10, 2008 by EFZ

[mr_]

Nici eu nu vorbeam de regimuri de functionare, vorbeam ca la acelasi regim turatia la roata si turatia la motor nu-s aceleasi.

 

De pierdut, se pierde energie, care se transforma in caldura. Insa asta inseamna pierdere de putere. Cum raportul turatiilor este EXACT raportul de demultiplicare, poti spune ca de fapt pierzi cuplu, chiar daca la roata e mai mare decat la flansa. Daca nu e de "It" ori mai mare, atunci e pierdere.

 

Iar e mai mult decat de "It" ori mai mare, atunci e perpetuum mobile

[EFZ]

Pai faptul ca turatia rotii este mai mica decat cea a motorului nu spune decat ca intre ele avem a face cu un reductor, care, prin definitie, mareste cuplul (deci si puterea).

 

Pot sa iti dau ca exemplu aici un simplu "Mountain Bike"?

Diferenta intre o foaie mica si un pinion mare (cuplu mare, dar turatie a rotii mica) si o foaie mare si un pinion mic (cuplu mic, dar turatie a rotii mare).

 

Si un alt exemplu tot la MTB, cuplul la pinion, va fi mai mic decat cel la roata, deoarece aceeasi forta (generata de biciclist), care produce cuplul la pinion, se ma mai inmulti si cu raza rotii in al doilea caz (practic cuplu pus pe asfalt).

[tolin]

... De pierdut, se pierde energie, care se transforma in caldura. Insa asta inseamna pierdere de putere ...

 

Cand se porneste la o demonstratie, trebuie plecat de la un fapt simplu si incontestabil, in majoritatea cazurilor, legea conservarii energiei. Citatul de mai sus dovedeste o intelegere perfecta a situatiei.

 

Deci, E = P x t, P = M x N, E = M x rot, Pt = Pu + Pp, u = Pu / Pt ... s.a.m.d.

 

... Cand se da puterea la volanta, se da de obicei fara a se lua in considerare pierderile cauzate de "accesorii"...

 

Puterea utila (Pu) la volant (flansa) este suma dintre alte puteri utile si alte puteri pierdute (Pp). Energia consumata de catre accesorii este energie pierduta, doar, in raport cu energia utila deplasarii, altfel, este o energie foarte utila (energie electrica, termica).

 

... Ramane ca la sfarsit sa cantarim toate argumentele si sa ajungem la un raspuns clar.

 

Astept cu nerabdare aceasta operatiune farmaceutica prin care se va afla cine are argumentul cel mai greu.

 

Conform premisei de la care am pleacat, eu stiu ca se pierde (transforma), doar, energia, respectiv numarul de rotatii (rot), daca este sa analizam faptele care compun topicul. In rest, discutiile legate de cuplu (moment) mi se par abstracte, fara utilitate practica, chiar penibile (in cazul motoarelor Diesel), pentru asta (invingerea inertiei) s-a intercalat "cutia de viteze" pe lantul cinematic dintre volant si pneu, iar alegerea treptei tine mai mult de inteligenta (puterea de intelegere a fenomenului) soferului.

Edited June 10, 2008 by tolin

[EFZ]

Sincer, domnule tolin am asteptat toata seara un raspuns de la dumneavoastra; va port un respect profund, datorita postarilor dumneavoastra pe care le-am citit pe forum. Ceea ce-mi ingreuneaza mie situatia, fiindca tind sa va spun ca raspunsul dat strict mie (mai precis dupa ce am fost eu citat) este pe langa subiect. Adica nu am incercat in niciun fel sa discut despre motoare otto\diesel (din cate stiu deja exista un topic pe tema asta, as fi putut scrie foarte bine acolo, daca era cazul), nici de inteligenta unui presupus sofer si in niciun caz nu am vrut sa cad in zona penibilului. Voiam sa stiu clar, unde sunt puterea si cuplul mai mare, la flansa sau la roata? Si de ce?

[tolin]

... Voiam sa stiu clar, unde sunt puterea si cuplul mai mare, la flansa sau la roata? Si de ce?

De ce n-ai inceput asa topicul ? Mi-a placut concluzia unui user, citez aproximativ: "pe forumul acesta am invatat ca, daca doresti un raspuns bun, trebuie sa pui o intrebare la fel de buna, cel putin". Altfel, raspunsul meu era unul general, cred ca n-ai ales corect portiunile care iti erau adresate, indiferent sub care dintre citate erau postate. Atributul de penibil era clar delimitat la discutia despre cuplu la volant in cazul motorului Diesel, deci, nicio legatura cu tine, din cate cunosc eu. Exact genul acesta de interpretari, fara a citi atent raspunsul, m-au determinat sa scriu cat mai rar pe forum si nu sunt singurul, cunosc multi in aceasta situatie.

 

Revin la intrebarea din citat: puterea cea mai mare o ai cat mai aproape de sursa ei (camera de ardere), cu cat te departezi, cu atat cresc pierderile (transformarile). Daca vrei sa afli momentul, aplici formula M = P / N in locul in care te intereseaza. Deci, cu cat turatia este mai mica, cu atat este cuplul mai mare, iar pierderea de putere se traduce prin pierdere de rotatii. Eu nu stiu ceva despre pierderea de cuplu, pentru ca nu stiu in ce se transforma el, motiv pentru care mi se pare o notiune ajutatoare in masuratori si calcule aritmetice. In mecanica este simplu sa masori forta pe un brat de 1m la o turatie data si iti va rezulta puterea.

[EFZ]

Pai in cazul asta imi ramane doar sa imi cer scuze pentru raspunsul pripit si intepat.

Ca sa revenim ontopic, de acord cu tine, se gasesc pierderi plecand de la explozie si ajungand la roata. Ele sunt mai mari decat acele "multiplicari" ale cuplului de care vorbeam mai sus?

[tolin]

... Ele sunt mai mari decat acele "multiplicari" ale cuplului de care vorbeam mai sus?

Nu vad legatura intre ele, trebuie plecat de la factorul generator. Dupa mine, puterea (energia) genereaza cuplul si nu invers, degeaba ti-se multiplica cuplul prin demultiplicarea turatie la roata, daca iti scade puterea, implicit iti scade numarul de rotatii pe minut la roata, deci, viteza. Cuplul te ajuta sa misti masinaria (masa) din loc si s-o aduci cat mai repede la o viteza relativa, dar valoarea absoluta a acelei viteze este data de catre putere.

 

Explicatii ulterioare:

Raportul total al fiecarei trepte din cutie iti spune ca iti trebuie 4 barosani sa miste un palet din loc si dupa ce l-ai adus la o viteza relativa este suficient un sahist sa-i continue miscarea, daca nu esti in urcare pe un plan inclinat (asta apropo de inteligenta soferului).

Ca sa fie inteleasa si aluzia la motorul Diesel, mi se pare penibil sa te lauzi ca urci nu stiu care panta in treapta a IV-a, cand ai dat bani pe o cutie dotata si cu trepte inferioare. Din acest motiv, la un motor este interesanta puterea cat mai mare, cuplul necesar oricarei situatii se alege din rapoartele cutiei. La aceeasi dimensiune ale rotii (perimetrul), cu cat ai putere mai mare la motor la o turatie cat mai mare, cu atat vei avea cuplu mai mare la roata la un anumit numar de rotatii. Turatia motorului Diesel este limitata la 1,5-2x fata de cea a unui motor Otto echivalent (turbo, pentru cine se face ca uita). Cuplul mare la turatie joasa da, doar, senzatia soferului ca circula cu o cutie automata si are posibilitatea sa stea mai mult cu mana pe mobil decat pe schimbator.

Deci, eu imi doresc si nu sunt singurul (este cazul oricarui pilot de curse), un motor care are putere cat mai mare la volant la cea mai mare turatie posibila ! Cine discuta la un automobil de performanta despre cuplu, eu, cel putin, n-am auzit.

Edited June 11, 2008 by tolin

[EFZ]

Gata, am inteles. Faptul ca puterea la roata este mai mica decat la flansa nu se datoreaza pierderilor (in totalitate), ci simplei relatii dintre putere, cuplu si turatie.

Am nimerit-o sau ma fac de "cacaolu ciclet cremali"?