Nopea kiihdytys manuaalilla

[Petri.Kekkonen]

Siitä voi sitten piirrellä tehokäyrän koordinaatistoon viivan niiden kierrosten alku ja loppupäähän joka kullakin vaihteella on käytössä ja katsoa missäkohtaa vaihdettaessa viivojen välinen ala on isoin.

Periaatteesta sinänsä olen ihan samaa mieltä, mutta mistäs nyt sitten tietää nuo kullakin vaihteella käytössä olevat kierrokset (alku/loppu)? :think

[Erich]

Teeppä sitten esimerkki laskuna tosta mun käppyrästä laskelma meille matemaattisesti lahjattomille...

Ei se nyt exceliä vaadi, voit haarukoida tuota ihan kynällä ja paperillakin. Esimerkiksi vaikka vaihtoajankohta kakkoselta kolmoselle. Ota joku piste vääntökäyrän laskevalta reunalta ja kerro momentti kakkosen välityssuhteella. Sitten katso käyrältä vaihtoajankohtaa vastaava kolmosen kierrosluku, ja kerro tätä kierroslukua vastaava momentti kolmosen välityssuhteella. Se kumpi antaa suuremman momentin kardaanille, on se vaihde, jolla kiihtyy paremmin. Siitä voi sitten jatkaa haarukointia suuntaan tai toiseen.

Ja edelleen saa esittää yhtälön, jossa teho kiihdyttää autoa ilman kulmanopeutta...

Onhan se käytännössä näin, että optimi vaihtoajankohta ajoittuu monessa tapauksessa juuri huipputehon kierrosten tuntumaan. Mutta se ei ole syy, vaan välityksistä aiheutuva seuraus. Optimaalinen vaihtoajankohta katsotaan sitten vetovoimakäppyröiltä.

[tonnikala]

Tässä esimerkki. E34 M5 moottori, 3.31 perävälitys, rajoitin 7250 rpm. Tällaisia voi jokainen itse sen excelin kanssa piirrellä.

http://btcf.fi/forum/attachment.php?attachmentid=44229&stc=1&d=1187274253

Pohjana tämä tämä käyrä.

http://btcf.fi/forum/attachment.php?attachmentid=44230&stc=1&d=1187274382

[Erich]

Joskus muistan kuulleeni, että vääntö ja kierrosluku ovat siten toisistaan riippuvaisia, että esim. 500nm/3000rpm on käytännössä sama asia kuin 250nm/6000rpm. Tiedä sitten mutta tällainen asia tuli mieleen voi olla esson baariakin.

Pitää sikäli paikkansa, että molemmissa antamissasi tapauksissa teho on kyseisellä kierrosluvulla sama.

[culli]

Periaatteesta sinänsä olen ihan samaa mieltä, mutta mistäs nyt sitten tietää nuo kullakin vaihteella käytössä olevat kierrokset (alku/loppu)? :think

No niin, nyt ollaan päästy väittelyssä jo siihen asti, että tehokäyrästä näkee vaihtokohdat.

Tehokäyrän muodosta on paljon helpompi päätellä optimaalinen vaihtokohta, kuin vääntökäyrän muodosta, jos ei ole tidossa eri vaihteiden välityssuhdetta.
Tehokäyrästä näkee heti, jos kone on sitä tyyppiä, että vaihto tehdään juuri ennen rajottajaa.

[culli]

[QUOTE=Erich;1012272]

Ja edelleen saa esittää yhtälön, jossa teho kiihdyttää autoa ilman kulmanopeutta...

QUOTE]

Tehoa ei ole ilman kulmanopeutta..

[DONNERWETTER]

No niin, nyt ollaan päästy väittelyssä jo siihen asti, että tehokäyrästä näkee vaihtokohdat.

Tehokäyrän muodosta on paljon helpompi päätellä optimaalinen vaihtokohta, kuin vääntökäyrän muodosta, jos ei ole tidossa eri vaihteiden välityssuhdetta.
Tehokäyrästä näkee heti, jos kone on sitä tyyppiä, että vaihto tehdään juuri ennen rajottajaa.

Tehokäyrästä voi päätellä vaihtokohdat, se on ollut täysin selvää minulle pikkupojasta saakka.

Nyt kun en enää ole pikkupoika, voin laskea ne VÄÄNTÖKÄYRÄSTÄ, kun en ole tahvo ja tiedän välitykset eri vaihteilla.

Ero on siinä, että ko. laskutoimituksen antama tulos on absoluuttinen fakta, eikä mikään päättelyn tulos.

Ottakaa nyt herranjumala järki käteen ja lukekaa vaikkapa se VM:n artikkeli tai etsikää netistä jokin lainaus kirjallisuudesta tms. Mulla ei ole aikaa ruveta käännyttämään porukkaa kun tiedän, että olen oikeassa.

[Erich]

Tehoa ei ole ilman kulmanopeutta..

Niin, siis akselitehoa...

Njoo, tarkoitin lähinnä, että joku teholla kiihdyttelijä voisi rustata auton kiihtyvyydelle kaavan, jossa olisi teho, mutta ei kulmanopeutta. Tuo kun saadaan, niin voidaankin porukalla haudata Newtonilainen mekaniikka täysin tarpeettomana.

Arvioida saa mun puolesta, mutta yksinkertainen ihminen kuten minä käyttää mielummin vetovoimakäppyrää, koska siitä sen vaihtoajankohdan näkee suoraan.

[DONNERWETTER]

Arvioida saa mun puolesta, mutta yksinkertainen ihminen kuten minä käyttää mielummin vetovoimakäppyrää, koska siitä sen vaihtoajankohdan näkee suoraan.

Justiinsa näin!

Lisäksi arviointi on yleensä samaa luokkaa kuin arvaaminen, koska suhteellisen usein harrastajille ei ole edes sitä tehokäyrää. Olen kuullut liian monta kertaa sen, että "tuntuu, että veto loppuu ko. vaihteella".

[Bmw Master]

Mitenkäs, jos yleinen olettamus on että tiheemmällä perällä auto kiihtyy nopeemmin niin onko semmonen tilanne mahdollinen että perä onkin liian tiheä ja kiihtyis paremmin harvemmalla perällä.

Käytännön opettamaa, ei kirjasta luettua.

Harvalla (ei siis harvinaisella) perällä katu kahinoissa voittaa. Tiuhalla jää helposti sutimaan, kakkosen vaihto tulee äkkiä eteen ja sen voi helpommin kämmiä. Harvalla perällä lähtee siistimmin ja ykkönen vetää pidemmälle, helpompi survoa kakkonen sisään. Kakkosella saa 100km/h lasiin kun tiuhalla joutuu tuuppaa kolmosta. Selkeä ero 0-100km/h ajassa harvan eduksi.

Jos autossa edes jonkin verran tehoa ja vääntöä, niin tiuhalla tosiaan kierrokset "karkaa" nopeasti rajoittajaan ja auto ei tunnu kiihtyvän. Harvalla maisema vaihtuu.

Ero alkaa tulemaan isommissa nopeuksissa, vartilla ja +120km/h vauhdissa. Tiuhalla jaksaa vetää kierrokset vauhdilla ylös vielä kolmosella ja nelosella, mahdollisesti vitonen vielä rajoittajaan. Silloin alkaa harva peräinen jäämään.

Nämä siis koskee vain kohtuu eroja, ei mitään liian pitkiä tai tosi tiuhoja periä, kokemus on näin osoittanut. Automaatilla hieman tiuhemmalla perällä saa paremmin lähtemään paikaltaan, kun kierroksia ei kaasuteta ylös ennen lähtöä eikä vaihdemissi ole mahdollinen.

[Jantunen]

Melekosta avaruustiedettä tuo kiihdyttäminen nykyään

[Jantunen]

.........

[DONNERWETTER]

Ja, ja.

Teho = Voima * Nopeus

Voima = ajovastusten voittamiseen tarvittava voima (ilmanvastus, vierinvastus jne.)

=> Huippunopeus = Huipputeho / Ajovastukset

Ja yllä olevan kaavasi yksiköt... m/s=W*1/N (tästäkö pitäis tulla jokin yksikkö kun sekotetaan Newtonin opit taas mihin sattuu)

P=Fv -> poimittu yläasteen fysiikankirjasta, toimii rakettimoottorilla avaruudessa

Huippunopeudesta:

Esimerkkinä oma autoni välityksineen.

Voima jonka saan maksimissaan välitettyä tienpintaan.

F=350 Nm*4,21*3,15*(1/0.31m)=~14980 N

eli max. vääntö*1-vaihde*peräv.*renkaan säde^(-1)=F

Lisäksi voimme käyttää voimansiirron häviöihin noin 15% eli lopputulos on, että vetovoima pyörien kehällä on parhaimmillaan noin 12800 Nm.

Omasta autostani ei ole vielä dynolappua, joten loput menee tutun taulukolla. Huiput ajettu noin 270 km/h ja tuolloin kierroksia 7100 rpm ja vääntö tuolloin laskenut jo selvästi noin 350 Nm huipuista. Huippunopeuden ratkaisee se, että milloin vetovoima kehällä ja sen vastakkaissuuntaiset voimat ovat yhtä suuret. Oletetaan, että kone antaa vielä tuolla kierroslukumäärällä noin 270 Nm (perkeleen dynolappu loppuu 6700 rpm, vaikka kone kiertää 8000 rpm), niin homma menee seuraavasti.

F=270 Nm*1*3,15*(1/0.31m)*0,85=~2332 N (=liikettä vastustavat voimat yhteensä)

Se minkä takia F1 kulkee mukavasti, johtuu siitä, että välitykset ovat huomattavasti kireämmät, joten voimasta F tulee huomattavasti suurempi.

Kuten huomaatte, teholla on vain välillinen vaikutus asiaan ja huippunopeus lasketaan taas minkäs muun kuin vääntökäyrän avulla.

(Jos siis meillä olisi käytössä funktio, joka kertoisi liikettä vastustavat voimat yhteensä tietylle autolle määrätyllä nopeudella, voisimme pelkällä dynolapulla laskea huippunopeuden hyvinkin helposti.)

Voin joskus paremmalla dynolapulla tehdä MatLabilla tai vastaavalla käyrät oman auton optimaalisista vaihteenvaihtokohdista eri vaihteille, mutta nyt ei aika anna periksi.

Se ei vaadi muuta kuin y-akselille vetovoiman ja x-akselille auton nopeuden vastaavalla vaihteella ja lopputuloksena saa 5-vaihteiselle autolle 5 kpl nousevia ja laskevia toisensa leikkaavia käyriä.

Leikkauskohdat ovat kunkin vaihteen optimaaliset vaihtokohdat ja jos kaikkien vaihdevälitysten suhdeluku sattuisi olemaan sama, niin vaihtaminen tapahtuisi aina samalla kierrosluvulla, mutta näin tuskin monessakaan autossa on.

Lähteet: VM, EVO, Univ. Physics, oma pää etc.

[SledgeHammer82]

Ja yllä olevan kaavasi yksiköt... km/h=kW*1/F (tästäkö pitäis tulla jokin yksikkö kun sekotetaan Newtonin opit taas mihin sattuu)

P=Fv -> poimittu yläasteen fysiikankirjasta, toimii rakettimoottorilla avaruudessa

Kaivapa sinä ne fysiikan kirjasi esiin ja katsele vaikkapa SI-järjestelmän perusyksiköitä..

1 W = 1 J/s ja toisaalta 1 J = 1 Nm työstä puhuttaessa.

v=P/F

=> [m/s]=[W]/[N]=[Nm/s]/[N]

Joko uppoaa?

Huippunopeudesta:

...
Huippunopeuden ratkaisee se, että milloin vetovoima kehällä ja sen vastakkaissuuntaiset voimat ovat yhtä suuret. Oletetaan, että kone antaa vielä tuolla kierroslukumäärällä noin 270 Nm (perkeleen dynolappu loppuu 6700 rpm, vaikka kone kiertää 8000 rpm), niin homma menee seuraavasti.

F=270 Nm*1*3,15*(1/0.31m)*0,85=~2332 N (=liikettä vastustavat voimat yhteensä)

Se minkä takia F1 kulkee mukavasti, johtuu siitä, että välitykset ovat huomattavasti kireämmät, joten voimasta F tulee huomattavasti suurempi.

Kuten huomaatte, teholla on vain välillinen vaikutus asiaan ja huippunopeus lasketaan taas minkäs muun kuin vääntökäyrän avulla.

(Jos siis meillä olisi käytössä funktio, joka kertoisi liikettä vastustavat voimat yhteensä tietylle autolle määrätyllä nopeudella, voisimme pelkällä dynolapulla laskea huippunopeuden hyvinkin helposti.)

Tuolla yli 200 km/h vauhdissa liikettä vastustava voima koostuu pääosin ilmanvastuksesta ja jonkun verran vierinvastuksesta.

Otetaan esimerkiksi E34.

Renkaan vierinvastukseksi arvioidaan usein esim. 1,5 % painovoimasta. Eli E34:sen tapauksessa

F_vierinvastus = 1,5/100 * 1530 kg * 9,80655 m/s2 = 225,1 kgm/s2 = 225 N

Ilmanvastuskerroin on cw=0,31, otsapinta-ala A=2,07 m2. Newtonin vastuslain mukaan ilmanvastus on nopeuden funktio seuraavasti:

F_ilmanvastus(v) = 1/2 * ilman tiheys * v^2 * A * cw

Ajovastukset ovat nopeuden funktiona:

F(v) = 1/2 * 1,293 * v^2 * A *cw + 225

Tämä on siis se voima, joka pitää renkaan ja tien kosketuskohdassa olla nopeudella v.

Kokeillaanpa esim. nopeutta v=230 km/h=63,9 m/s.

F(63,9 m/s)=1918,43 N

P = F * v = 1918,43 N * 63,9 m/s = 122 566,2 W = 122,6 kW (n. 167 hv)

Ko. 230 km/h on ilmoitettu huippunopeus 525i:lle, josta löytyy moottoritehoa 141 kW (192 hv), joten vaatimus 167 hv:n takapyörätehosta on täysin realistinen.

Kuten huomaatte asiaan ei tarvittu vääntökäyriä eikä edes tietoa vääntömomentin maksiarvoista. Ainoat merkittävät asiat ovat teho ja renkaan pyörintänopeus.

Kyseessä on kuitenkin huippunopeuden optimiarvo. Vääränlaisilla välityksillä huippunopeudella ei välttämättä ole huipputehoa käytössä, jolloin optimiarvo jää saavuttamatta. Esimerkin e34 525i:ssä välitykset ovat muuten huippunopeuden kannalta lähes lailla optimit - auto kiertää juuri ja juuri rajoittajalle vitosella eli optimiarvoa hieman tiheämmät välitykset kyseessä.

Eiköhän nämäkin asiat Young&Freedman nämäkin asiat ole University Physicsisä selvittäneet..

[jannmann]

Tehokäyrästä voi päätellä vaihtokohdat, se on ollut täysin selvää minulle pikkupojasta saakka.

Nyt kun en enää ole pikkupoika, voin laskea ne VÄÄNTÖKÄYRÄSTÄ, kun en ole tahvo ja tiedän välitykset eri vaihteilla.

Ero on siinä, että ko. laskutoimituksen antama tulos on absoluuttinen fakta, eikä mikään päättelyn tulos.

Ottakaa nyt herranjumala järki käteen ja lukekaa vaikkapa se VM:n artikkeli tai etsikää netistä jokin lainaus kirjallisuudesta tms. Mulla ei ole aikaa ruveta käännyttämään porukkaa kun tiedän, että olen oikeassa.

Kun kerran olet oikeassa, laske malliksi antamieni käppyröiden ja välityssuhteiden mukaan oikeat vaihtokierrokset jokaiselle vaihteelle.