M20B25 tehollinen ilmamäärä.

[Meisseli]

tämähän tarkoittaisi sitä, että auto kiihtyisi parthaiten ajamalla konetta kokoajan mahdollisimman lähellä vääntöhuippua.

...teoriassa kyllä, jos unohdetaan se että autossa on vaihteet. Käytännössä se ei tietenkään toimi. Jos vaikka kakkosella kiihdytetään niin vääntöhuipun kohdalla kiihtyvyys on kovin, mutta vielä siitä ylöspäinkin se on paljon suurempi kuin kiihtyvyys joka saavutettaisiin seuraavalla vaihteella.

[Tykki]

tämähän tarkoittaisi sitä, että auto kiihtyisi parthaiten ajamalla konetta kokoajan mahdollisimman lähellä vääntöhuippua.

...teoriassa kyllä, jos unohdetaan se että autossa on vaihteet. Käytännössä se ei tietenkään toimi. Jos vaikka kakkosella kiihdytetään niin vääntöhuipun kohdalla kiihtyvyys on kovin, mutta vielä siitä ylöspäinkin se on paljon suurempi kuin kiihtyvyys joka saavutettaisiin seuraavalla vaihteella.

no jos kahdesta yleisesti moottorista mitattavasta arvosta (teho ja vääntömomentti) päätellään auton kiihtyvyyttä, niin ei vääntömomentti kerro siitä asiasta mitään. vaikka ne ovatkin kytköksissä läheisesti toisiinsa, niin oleellinen ero on se ettei vääntömomenttia laskettaessa tarvita suuretta käytetystä ajasta ollenkaan.

[Meisseli]

no jos kahdesta yleisesti moottorista mitattavasta arvosta (teho ja vääntömomentti) päätellään auton kiihtyvyyttä, niin ei vääntömomentti kerro siitä asiasta mitään. vaikka ne ovatkin kytköksissä läheisesti toisiinsa

Hyvinkin läheisesti, teho kun on vääntö x kierrosluku. En ala väittelemään (enkä edes väitä tietäväni) siitä kumpi kertoo paremmin kiihtyvyydestä, kunhan totesin sen faktan että tietyllä välityssuhteella suurin kiihtyvyys saavutetaan moottorin vääntöhuipun kohdalla.

[jpaaso]

Olkoon auto, jossa on kaksi vaihdetta, välityssuhde ykkösvaihteella 2.0:1 ja kakkosvaihteella 1:1, perävälitys 1:1 ja vääntö 100Nm@3000rpm, 75Nm@6000rpm.

Kiihdytetään sellaisesta nopeudesta jossa moottori kiertää kakkosella 3000rpm. Itse nopeudella ei ole tässä merkitystä, mutta pitää siis muistaa että tietty nopeus tarkoittaa eri vaihteilla aina tiettyä kierroslukua ja siten tiettyä saatavilla olevaa vääntöä kampuralta.

Jos siis kiihdytetään kakkosvaihde silmässä, kierrokset ovat 3000 ja renkaille tulee 100Nm vääntöä. (kokonaisvälityssuhde askin ja perän läpi 1)

Tehdäänkin kikkakolmonen, ja samasta nopeudesta, jossa moottori kiertää kakkosella 3000rpm, vaihdetaan ykkönen silmään, jolloin moottori kiertääkin 6000rpm (se tuplat tiheämpi välityssuhde). Tällöin renkaille tuleekin 150Nm, ja kiihtyvyys on suurempi kuin kakkosvaihteella, vaikka vääntöä kampiakselilta tuleekin vähemmän 6000rpm:llä kuin 3000rpm:llä. Mysteeri? Ei suinkaan -- kampuravääntö pitää autossa aina kertoa kokonaisvälityssuhteella jotta saadaan nopeus ja vääntö renkailla, ja ainoastaan renkaille tulevalla väännöllä on merkitystä kiihtyvyyden kannalta.

Suurin kiihtyvyys yhdellä vaihteella (yhdellä välityssuhteella) tulee siis moottorin vääntökäyrän huipun kohdalla, mutta pienemmällä vaihteella voi olla mahdollista saada enemmän vääntöä renkaille. Ja kun on paljon tehoa, on aina paljon vääntöä renkailla, koska paljon tehoa tarkoittaa joko paljon vääntöä alhaisilla kierroksilla tai vähän vääntöä mutta niin korkeilla kierroksilla että voidaan käyttää tiheää vaihdetta ja hyödyntää vaihteiston ominaisuutta väännön kertoimena. Comprende?

- JjP

[Tykki]

Olkoon auto, jossa on kaksi vaihdetta, välityssuhde ykkösvaihteella 2.0:1 ja kakkosvaihteella 1:1, perävälitys 1:1 ja vääntö 100Nm@3000rpm, 75Nm@6000rpm.

Kiihdytetään sellaisesta nopeudesta jossa moottori kiertää kakkosella 3000rpm. Itse nopeudella ei ole tässä merkitystä, mutta pitää siis muistaa että tietty nopeus tarkoittaa eri vaihteilla aina tiettyä kierroslukua ja siten tiettyä saatavilla olevaa vääntöä kampuralta.

Jos siis kiihdytetään kakkosvaihde silmässä, kierrokset ovat 3000 ja renkaille tulee 100Nm vääntöä. (kokonaisvälityssuhde askin ja perän läpi 1)

Tehdäänkin kikkakolmonen, ja samasta nopeudesta, jossa moottori kiertää kakkosella 3000rpm, vaihdetaan ykkönen silmään, jolloin moottori kiertääkin 6000rpm (se tuplat tiheämpi välityssuhde). Tällöin renkaille tuleekin 150Nm, ja kiihtyvyys on suurempi kuin kakkosvaihteella, vaikka vääntöä kampiakselilta tuleekin vähemmän 6000rpm:llä kuin 3000rpm:llä. Mysteeri? Ei suinkaan -- kampuravääntö pitää autossa aina kertoa kokonaisvälityssuhteella jotta saadaan nopeus ja vääntö renkailla, ja ainoastaan renkaille tulevalla väännöllä on merkitystä kiihtyvyyden kannalta.

Suurin kiihtyvyys yhdellä vaihteella (yhdellä välityssuhteella) tulee siis moottorin vääntökäyrän huipun kohdalla, mutta pienemmällä vaihteella voi olla mahdollista saada enemmän vääntöä renkaille. Ja kun on paljon tehoa, on aina paljon vääntöä renkailla, koska paljon tehoa tarkoittaa joko paljon vääntöä alhaisilla kierroksilla tai vähän vääntöä mutta niin korkeilla kierroksilla että voidaan käyttää tiheää vaihdetta ja hyödyntää vaihteiston ominaisuutta väännön kertoimena. Comprende?

- JjP

suurin kiihtyvyys saavutetaan huipputehon kohdalla. ja edelleen, muistetaan että vääntö ei sisällä ajan määrettä, eikä näin ollen kerro kiihdyttämiseen tarkoitetusta voimasta.teoriassa kyllä, mutta ei voida kiihdyttää autoa esim. 0-100km/h nolla ajassa. tällöin on otettava mukaan myös yksi suure lisää (aika), kun ajatellaan hieman käytäntöäkin.

[thomas]

--
suurin kiihtyvyys saavutetaan huipputehon kohdalla. ja edelleen, muistetaan että vääntö ei sisällä ajan määrettä, eikä näin ollen kerro kiihdyttämiseen tarkoitetusta voimasta.teoriassa kyllä, mutta ei voida kiihdyttää autoa esim. 0-100km/h nolla ajassa. tällöin on otettava mukaan myös yksi suure lisää (aika), kun ajatellaan hieman käytäntöäkin
--

Mikä siinä on niin vaikea ymmärtää, että renkailla vaikuttava vääntömomentti määrää kiihtyvyyden suuruuden. Se kuinka suuri se vääntömomentti on milläkin hetkellä määräytyy kokonaisvälityssuhteesta. Perusidea on siinä, kuinka onnistuneesti vaihteisto on välitetty kyseiselle moottorille. Kokeileppas huvikseen kiihdyyttää samaa autoa (samalla moottorilla ja vaihteistolla) eri perävälityksillä. Sanotaan vaikka 4.18 ja 3.5 välityksillä. Kumpikohan kiihtyy paremmin, vaikka moottorista saatava teho on ihan sama. Pyörillä vaikuttava momentin suurus on hieman eriluokkaa.

Vääntö ei sisällä ajanmäärettä, oikein. Mutta mihin sitä tarvitaan? Kun lyhennät sitä tarkasteluaikaa koko ajan (näin saadaan esille hetkellinen kiihtyvyys) niin päädytään tilanteeseen missä ajanmuutos on "nolla".

Asiaa voisi olla helpompi tarkastella yhden moottorin työtahdin ajalta. Maksimiväännön kohdalla renkaaseen vaikuttaa suurin momentti, jolloin kiihtyvyys on suurin.

Nyt kannattaa muistaa, että se 0-100km/h kuluva aika on pitkä aika tarkastella auton maksimikiihtyvyyttä. Tuohan kertoo vain sen kuinka kauan auton kiihdyttäminen 100km/h nopeuteen kestää, ei auton maksimikiihtyvyyttä.

G-mittari mukaan ja kokeilemaan.

[Masinol]

Kyllä se nyt vaan on niin että aika siihen tarvitaan myös koska sekä kiihtyvyyteen että kierroksiin sisältyy tuo aika.... Niin ei sitä oikein voi noin staattisesti ajatella...

Ja kyllähän auto kiihtyy parhaiten huippuväännön kohdalla parhaiten JOS vääntö tippuu nopeasti huippuväännön jälkeen. (käytännössä ei varmaan koskaan).

[Meisseli]

Kyllähän täällä melkoisia vänkääjiä on. Itsekin luulin joskus asian olevan toisin, mutta tuo sama jpaason esittämä selitys s.h.a:ssa avasi silmäni. Toisille ei näköjään tuokaan riitä. :?

[Masinol]

Kyllähän täällä melkoisia vänkääjiä on. Itsekin luulin joskus asian olevan toisin, mutta tuo sama jpaason esittämä selitys s.h.a:ssa avasi silmäni. Toisille ei näköjään tuokaan riitä. :?

Kyllä jpaaso on ihan oikeassa... en sitä vääräksi väittänytkään... Mutta niinkuin jpaason esimerkistäkin käy ilmi että käytännössä autolla, jossa on siis vaihteet, ei suurin kiihtyvyys ole huippuväännön kohdalla... Edelleenkin olettaen ettei vääntö dramaattisesti putoa huippuväännön jälkeen...

[jpaaso]

Nythän puhuttiin nimenomaan siitä, että YHDELLÄ VAIHTEELLA suurin kiihtyvyys on huippuväännön kierrosluvulla, ei auton kiihtyvyydestä ylipäätään.

Ota mikä tahansa joukko numeroita {i1,i2, ... ,in} ja kerro ne kaikki luvulla x. Lopputulos on siis joukko numeroita {xi1, xi2, ... , xin} . Mikä edelläolevassa lukujoukossa on suurin? Tietysti se, joka oli suurin jo ennen kertomista luvulla x. Täsmälleen sama tilanne autossa, jos kokonaisvälityssuhde pidetään vakiona eli väkisin ajetaan yhdellä ja samalla vaihteella kierroslukualueen läpi, kiihtyvyys on suurin silloin kun kampuravääntö on suurin, koska kerrottuna kokonaisvälityssuhteella myös vääntö renkailla (eli se ainoa millä on merkitystä, kiihtyvyys on yhtä kuin nettovääntö renkailla, toisin sanoen kiihdyttävä vääntö miinus liikettä vastustavien voimien kuten kitkan ja ilmanvastuksen aiheuttama vastakkaissuuntainen vääntö) on tällöin suurimmillaan, kyseisellä vaihteella.

Tämä ei ole millään tapaa ristiriidassa sen suhteen, että huipputeho (suhteessa kiihdytettävään massaan, tietysti) on se mikä sanelee kiihtyvyyden, mutta se johtuu siitä ja vain siitä, että tehon määrä kertoo suoraan paljonko on mahdollista saada vääntöä renkaille, hyödyntämällä välityksiä. Paljon tehoa tarkoittaa aina paljon vääntöä renkailla, tuli se sitten yhdistelmällä "paljon vääntöä, vähän kierroksia" tai "vähän vääntöä, paljon kierroksia".

Kokonaisuutena, auto kiihtyy parhaiten aina sellaisella vaihteella jolla saadaan kulloisellakin hetkellä kuljettavassa nopeudessa renkaille eniten vääntöä. Välityksistä johtuen tämä ei tarkoita välttämättä suurimman kampuraväännön kierroksille sijoittuvaa vaihdetta, kuten esittämästäni laskutoimituksesta nähtiin -- välitysten ansiosta vähäisempikin vääntö tiheämmän välityssuhteen läpi tuottaa suuremman väännön renkailla, siten suuremman nettoväännön ja siten suuremman kiihtyvyyden.

Riippuu tietysti kuinka vähäisestä väännöstä puhutaan, jos antamassani laskutoimituksessa olisi ollut 50Nm@6000rpm, kiihtyvyys ykkösvaihteella olisi ollut täsmälleen sama kuin kakkosvaihteella (100Nm@3000rpm) , koska molemmilla olisi saatu renkaille sama 100Nm. Jos vääntöä olisi ollut 33Nm@6000rpm, renkaille olisi saatu 66Nm ja kiihtyvyys olisi ollut huonompi ykkösvaihteella kuin samasta nopeudesta kakkosvaihteella. Jos taas viritetään ensimmäisessä esimerkissä antamani kone niin, että se 100Nm siirretään 6000rpm:lle, ykkösvaihteella saadaan 200Nm renkaille. Huippuvääntö ei kasvanut yhtään, mutta teho kasvoi 33%, kas kummaa, täsmälleen saman verran kuin vääntö renkailla parani...

- JjP

[Kreuzotter]

jpaasolla on homma hallussa. Kerratkaa hänen kirjoituksiaan niin kauan, että menee jakeluun.

Joku on joskus saattanut nähdä tälläisia kaavoja:

a=Δv/Δt eli kiihtyvyys on nopeuden muutos jaettuna siihen käytetyllä ajalla

F=m * a eli voima on massa kertaa kiihtyvyys

nämä yhdistämällä saadaan Δv=(F/m) * Δt

Ja tulkinta: auton massa m pysyy vakiona (no joo bensaa kuluu). Tarkasteltavalla ajan hetkellä Δt ainoastaan voima F vaikuttaa nopeuden muutokseen.

Ja kakkosluokkalaisille sama pyörivässä maailmassa:

Δω=α * Δt

τ= I * α

Δω kulmanopeuden muutos

α kulmakiihtyvyys

τ vääntömomentti (tää on nyt se Nm)

I inertia ("massa")

eli Δω = (τ/I) * Δt

Kun vaihde pysyy samana saavutetaan suurin kiihtyvyys suurimman vääntömomentin kohdalla, MOT.

[Tykki]

--
Vääntö ei sisällä ajanmäärettä, oikein. Mutta mihin sitä tarvitaan? Kun lyhennät sitä tarkasteluaikaa koko ajan (näin saadaan esille hetkellinen kiihtyvyys) niin päädytään tilanteeseen missä ajanmuutos on "nolla".

Nyt kannattaa muistaa, että se 0-100km/h kuluva aika on pitkä aika tarkastella auton maksimikiihtyvyyttä. Tuohan kertoo vain sen kuinka kauan auton kiihdyttäminen 100km/h nopeuteen kestää, ei auton maksimikiihtyvyyttä.

vääntö on moottorista saatu maksimi "työmäärä" jonka se voi luovuttaa määrittelemättömässä ajassa. tähän topicciin liittyen jos tarkastellaan vaikkapa sitä miten moottorin hyötysuhde on suurimmillaan maksimiväännön kohdalla kun täytös on suurin, niin näistä väitteistä saa sen käsityksen että jos tehdään yksi työtahti 100% täytöksellä (ja siis huippuväännöllä), saa se aikaan suuremman kiihtyvyyden kuin kaksi työtahtia vaikkapa 75% täytöksellä SAMASSA AJASSA.

jos määritellään auton maksimikiihtyvyyttä, onhan se rinnastettava johonkin. ei voida olettaa renkaaseen vaikuttavan vääntömomentin kasvamisen suoraan parantavan kiihtyvyyttä, koska se voi tapahtua pidemmässä ajassa. jos taas suhteutamme renkaaseen vaikuttavan vääntömomentin aikaan, puhumme tehosta.

ja kyllä, tiheämmällä perällä varustettu auto kiihtyy paremmin, koska se kulkee samalla moottorin pyörintänopeudella lyhyemmän matkan. siis samassa ajassa ja matkassa on suoritettu enemmän työtä ja sitäkautta tehoa siis.

[Tykki]

jpaasolla on homma hallussa. Kerratkaa hänen kirjoituksiaan niin kauan, että menee jakeluun.

Joku on joskus saattanut nähdä tälläisia kaavoja:

a=Δv/Δt eli kiihtyvyys on nopeuden muutos jaettuna siihen käytetyllä ajalla

F=m * a eli voima on massa kertaa kiihtyvyys

nämä yhdistämällä saadaan Δv=(F/m) * Δt

Ja tulkinta: auton massa m pysyy vakiona (no joo bensaa kuluu). Tarkasteltavalla ajan hetkellä Δt ainoastaan voima F vaikuttaa nopeuden muutokseen.

Ja kakkosluokkalaisille sama pyörivässä maailmassa:

Δω=α * Δt

τ= I * α

Δω kulmanopeuden muutos

α kulmakiihtyvyys

τ vääntömomentti (tää on nyt se Nm)

I inertia ("massa")

eli Δω = (τ/I) * Δt

Kun vaihde pysyy samana saavutetaan suurin kiihtyvyys suurimman vääntömomentin kohdalla, MOT.

silloin siis vaikka käyttäisimmekin vaihteistoa, suurin kiihtyvyys saavutetaan aina huippuväännön kohdalla, joka vaihteella?

[Kreuzotter]

silloin siis vaikka käyttäisimmekin vaihteistoa, suurin kiihtyvyys saavutetaan aina huippuväännön kohdalla, joka vaihteella?

Juuri näin.

Sitten vielä pari sanaa vaihteistosta. Kuten tunnettua pienellä vaihteella auto kiihtyy paremmin kuin suurella, koska välityssuhteen ansiosta takapyörille saadaan enemmän vääntöä (kuten jpaaso jo mainitsikin).

Perussääntö on, että vaihtaminen suuremmalle vaihteelle kannattaa silloin kun uudella vaihteella saadaan enemmän vääntöä pyörille. Tässä pyörintänopeus ja teho astuvat kuvaan. Vaikka vääntömomenttihuippu on ohitettu teho jatkaa kasvamistaan kierrosten noustessa (teho [kw] = vääntö [Nm] * RPM / 9549). Jossain vaiheessa saavutetaan piste, jossa nykyisellä ja pykälää suuremmalla vaihteella saada sama vääntö pyörille. Jos vaihdetta ei vaihdeta, alkaa kiihtyvyys huonontua verrattuna suurempaan vaihteeseen.

Kun vaihteiston välityksiä haetaan kohdalleen maksimikiihtyvyyttä tavoiteltaessa on juuri em. mainittu piste kriittinen.

[jpaaso]

ei voida olettaa renkaaseen vaikuttavan vääntömomentin kasvamisen suoraan parantavan kiihtyvyyttä

No todellakin voidaan eikä edes vain "oleteta". Pistäs vähän fysiikkaa väitteittesi tueksi.

Alkutilanteena kaksi muuten kuin teholtaan identtistä autoa (samat voimansiirron häviöt, sama ilmanvastus, samansäteiset renkaat jne.) ajaa samalla nopeudella tasakaasulla siten että kiihtyvyys on nolla. Molemmat lyövät kaasun pohjaan jolloin auto A tuottaa renkaille 100Nm ja auto B 150Nm. Autolla B on tuossa nopeudessa suurempi kiihtyvyys. Jos olet eri mieltä niin laskutoimitukset kehiin. Loppupeleissä kaikki on voimien ja vastavoimien peliä ja jos meinaat että suurempi voima ei aiheuta suurempaa kiihtyvyyttä niin haluan nähdä perustelut ja sellaisessa muodossa, että voin tehdä laskutoimitukset täällä itsekin ja toistaa saamasi lopputuloksen.

silloin siis vaikka käyttäisimmekin vaihteistoa, suurin kiihtyvyys saavutetaan aina huippuväännön kohdalla, joka vaihteella?

Ei nyt pidä sekoittaa tätä pientä kuriositeettiä eli YHDELLÄ VAIHTEELLA suurimman kiihtyvyyden sijoittumista vääntöhuipun kohdalle auton parhaaseen kiihtyvyyteen, joka, kuten aiemmin mainittu, voi vaatia välitysten hyödyntämistä jos tilanteessa ajetaan nopeudella, joka mahdollistaa valinnan useamman vaihteen välillä. Suurin momentti renkaille saadaan sellaisella vaihteella, jolla kokonaisvälitysten läpi renkaille saatava vääntömomentti on suurin. Ja vääntömomentti renkailla määrää auton kiihtyvyyden täysin yksiselitteisesti. Ongelmana on se, että kun nopeus muuttuu, niin kaikki laskutoimitukset pitää tehdä tietysti uudestaan koska moottori käy eri kierrosluvulla ja tuottaa eri määrän vääntöä. Teho vain yksinkertaistaa laskemista, kuten mekaniikassa ja kinematiikassa usein käy kun siirrytään massoista ja kiihtyvyyksistä energioiden käsittelyyn.

Teho kertoo, kuinka paljon vääntöä voidaan saada renkaille hyödyntämällä välityksiä. 200hv autosta saadaan renkaille tuplaten vääntöä verrattuna 100hv autoon, oli se sitten vähäisellä väännöllä ja korkeilla kierroksilla, tai suurella väännöllä ja vähäisillä kierroksilla. Teho kuitenkin on vain kahden skalaarisuureen tulo, ja siinä sen kauneus onkin. Ei 714hv:sta näe päälle, onko se 250lbf-ft@15000rpm vai 750lbf-ft@5000rpm, lopputulos on renkailla aivan sama. (ks. kuva alla) Siksi vääntö yksinään ei kerro kiihtyvyydestä mitään, tarvitaan myös kulmanopeus. Ja väännön ja kulmanopeuden yhdistelmälle on jo näppärä ilmaisutapa: Teho.



Teho (yhdessä massan kanssa) määrää kiihtyvyyden, mutta kannattaa myös ymmärtää miten se väännön ja välityssuhteiden kautta sen tekee.

http://vettenet.org/torquehp.html

- JjP