Moc a moment obrotowy

Pytania na każdy temat. nie ma pytań głupich, czy niedyskretnych. Takie mogą być co najwyżej odpowiedzi.
robert-k06
Przyjaciel forum
Posty: 3
Rejestracja: 13-11-13, 16:17
Lokalizacja: Polska

Moc a moment obrotowy

Post autor: robert-k06 » 16-11-13, 21:13

Witam Cię Hiobie!Jestem świeżo zarejestrowany,ale dużo wcześniej oglądałem twoje filmiki.Mam więc pytanie które dotyczy momentu obrotowego silnika.wiemy że moment obrotowy jest to siła potrzebna do rozpędzenia(zatrzymania)silnika w jednostce czasu,więc jakim cudem lepszy dla starszych ludzi którzy nie potrzebują dużych przyspieszeń byłby samochód z większym momentem obrotowym?Nie twierdzę że moc nie ma znaczenia przy przyśpieszaniu,lecz w tym przypadku większy moment obrotowy daje nam większe przyśpieszenia,jeżeli się mylę,proszę o jaśniejsze wyjaśnienie niż na filmiku,bo oglądając go troszkę się pogubiłem.

Pozdrawiam
poganin

robert-k06
Przyjaciel forum
Posty: 3
Rejestracja: 13-11-13, 16:17
Lokalizacja: Polska

Post autor: robert-k06 » 20-11-13, 19:48

Witam!!!
Zaznaczam,nie chodzi mi o to jak się oblicza moment czy moc,chcę wiedzieć jaki mają wpływ na przyśpieszenie w zwykłym nietuningowanym aucie które ma max. 8000 obr/min., na które działają opory toczenia,opory powietrza itp.

Pozdrawiam
Ostatnio zmieniony 20-11-13, 20:34 przez robert-k06, łącznie zmieniany 1 raz.
poganin

Awatar użytkownika
KubaCh
Administrator
Posty: 1325
Rejestracja: 21-10-08, 08:10
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Post autor: KubaCh » 21-11-13, 13:51

robert-k06 - w bardzo prostych słowach (i z pewnym uproszczeniem):

Moc - ilość pracy jaką silnik jest w stanie oddać w danej jednostce czasu
Moment obrotowy - ilość pracy, jaką silnik daje w jednym obrocie

W związku z tym do przyspieszenia "sportowego" liczy się moc - ale moc maksymalną silniki spalinowe z reguły osiągają w okolicy maksymalnych obrotów. A jak ktoś lubi jeździć samochodem bez wycia silnika, to bardziej liczy się moment obrotowy (bo w niskim zakresie obrotów zwykle moc jest niewielka - a jak niewielka to właśnie wyraża moment obrotowy, który z reguły jest bardziej stały niż moc).

I to chyba tyle - w kwestii szczegółów odsyłam na lekcje fizyki.

Awatar użytkownika
hiob
Administrator
Posty: 11169
Rejestracja: 24-10-07, 21:28
Lokalizacja: Północna Karolina, USA
Kontakt:

Re: Moc a moment obrotowy

Post autor: hiob » 21-11-13, 14:52

robert-k06 pisze: /moment obrotowy/ ... więc jakim cudem lepszy dla starszych ludzi którzy nie potrzebują dużych przyspieszeń byłby samochód z większym momentem obrotowym?Nie twierdzę że moc nie ma znaczenia przy przyśpieszaniu,lecz w tym przypadku większy moment obrotowy daje nam większe przyśpieszenia,jeżeli się mylę,proszę o jaśniejsze wyjaśnienie niż na filmiku,bo oglądając go troszkę się pogubiłem.

Pozdrawiam
Jak się pogubiłeś na filmie, to znaczy, że nauczyciel był do d@#&, :oops: Pozwól zatem, że wyjaśnię to inaczej.

Ludzie starsi, czy w ogóle większość tak zwanych "normalnych kierowców" nie jeździ paląc gumy i kręcąc silników do czerwonego pola na obrotomierzu. Jeżdżą zwykle konserwatywnie, defensywnie, starając się oszczędzać i samochód i paliwo. Nie znaczy to jednak, że nie chcą oni być pozbawieni subiektywnego odczucia, że dysponują mocnym, zrywnym, sprawnym samochodem. Tym bardziej, że sytuacja na drodze prędzej czy później zmusi ich do tego, by tę moc wykorzystali. I właśnie dlatego dobrze jest mieć samochód, który w takim zakresie obrotów, w jakim zwykle jeździmy, jest mocny, czyli ma duży moment obrotowy.

Samochody z automatyczną skrzynią biegów w razie potrzeby same dość szybko wybiorą odpowiedni bieg. Wystarczy wdepnąć gaz w podłogę, by auto zmieniło bieg na niższy, a często nawet od razu przerzuci o dwa, trzy biegi, ale w Polsce ciągle większość ludzi jeździ z manualnymi skrzyniami. W takim aucie, które ma spory moment obrotowy w niskim zakresie obrotów nie ma potrzeby redukcji w sytuacji, gdzie trzeba szybko zwiększyć prędkość - wystarczy dodać gazu. Natomiast w takich autach, jak np. M3, czy, powiedzmy, Honda S2000, które się kręcą do 8000 obrotów, a poniżej 2000 są relatywnie słabe, w sytuacji jakiegoś zagrożenia na drodze, np. gdy leci na nas bokiem jakaś 40-tonowa ciężarówka, musimy szybko zredukować bieg, by wykorzystać całą swoją moc.

Dlatego, uważam, dla "normalnych" kierowców, niezależnie od ich wieku, BMW 335d, czy 335i będzie lepszym samochodem, niż M3.
KubaCh pisze:robert-k06 - w bardzo prostych słowach (i z pewnym uproszczeniem):

Moc - ilość pracy jaką silnik jest w stanie oddać w danej jednostce czasu
Moment obrotowy - ilość pracy, jaką silnik daje w jednym obrocie

W związku z tym do przyspieszenia "sportowego" liczy się moc - ale moc maksymalną silniki spalinowe z reguły osiągają w okolicy maksymalnych obrotów. A jak ktoś lubi jeździć samochodem bez wycia silnika, to bardziej liczy się moment obrotowy (bo w niskim zakresie obrotów zwykle moc jest niewielka - a jak niewielka to właśnie wyraża moment obrotowy, który z reguły jest bardziej stały niż moc).

I to chyba tyle - w kwestii szczegółów odsyłam na lekcje fizyki.
Wszelki duch Pana Boga chwali! KubaCh się odnalazł! :mrgreen:

No właśnie, panie inżynierze, ponieważ dla mnie zbyt późno, by chodzić na jakieś lekcje, a choć na maturze zdawałem fizykę, to, wstyd powiedzieć, było to ponad 37 lat temu, to mam do Ciebie pytanie. Czy z tego, co napisaleś, (że moc - ilość pracy jaką silnik jest w stanie oddać w danej jednostce czasu) wynika, że silnik wysokoobrotowy będzie zawsze mocniejszy od silnika, który się kręci wolniej?

Dla uproszczenia porównajmy dwa silniki, jeden się kręci do 4 tys obr, drugi do 8 tys. Oba mają ten sam moment przy maksymalnych obrotach, więc ten drugi ma tam dwukrotnie większą moc ( z samej definicji, prawda? ) Czy to dlatego, że w każdej minucie pracy będzie miał dwa razy więcej cyklów pracy, dwa razy częściej będzie miał wtrysk paliwa i zapłon mieszanki itd?

Inaczej mówiąc czy można powiedzieć, że BMW 335d dlatego nie przyspiesza tak szybko, jak 335i, albo M3, mimo wyższego momentu obrotowego (pomijam tu aspekt przełożeń auta), bo przez to, że się wolniej kręci w każdej jednostce czasu rzadziej jest w stanie oddać tę swą energię, jaką dysponuje? A zatem wynik finalny jego pracy będzie gorszy, niż w aucie, w którym silnik kręci się szybciej?

Oczywiście wyrażeń typu "energia" i "praca" używam tu w potocznym znaczeniu tych słów, niekoniecznie zgodnie z ich fizycznymi definicjami.
Popatrzcie, jaką miłością obdarzył nas Ojciec: zostaliśmy nazwani dziećmi Bożymi: i rzeczywiście nimi jesteśmy. (1 J 3,1a)

robert-k06
Przyjaciel forum
Posty: 3
Rejestracja: 13-11-13, 16:17
Lokalizacja: Polska

Post autor: robert-k06 » 04-12-13, 17:14

Witam!!!
Bardzo,bardzo dziękuję i KubieCH i tobie Hiobie za to tłumaczenie,niby prostego zapytania,zainteresowało mnie to zagadnienie po obejrzeniu filmiku akurat dlatego że,mimo iż interesuje mnie motoryzacja,nigdy się nie zastanawiałem nad zagadnieniem momentu obrotowego w sportowych autach.Jestem kierowcą z zawodu i czułem ten problem z za kierownicy przeważnie diesla,szybka jazda autem na benzynę jakoś mnie nie kręci :-D :-D :-D .Natomiast przyśpieszanie dużą ciężką ciężarówką ,najlepiej załadowaną,jest ciekawym doświadczeniem,cóż,nie możemy wiedzieć wszystkiego,bo czym mogliby pochwalić się inni :-D Ogarniam zatem po tym wykładzie drobnym co chciałeś Hiobie przekazać w filmiku.Wolałem zapytać,niż udawać z głupią miną ze wiem :-)
Jeszcze raz dziękuję i pozdrawiam,nerka
poganin

Jacek

Post autor: Jacek » 17-12-13, 21:49

KubaCh pisze:
Moc - ilość pracy jaką silnik jest w stanie oddać w danej jednostce czasu
Moment obrotowy - ilość pracy, jaką silnik daje w jednym obrocie
ojjjjjjj!!! pojechałeś po bandzie :shock:


Moment obrotowy wyrażany jest w N*m (newton * metr)
Moc jest wyrażana w W ( watach)
czyli moc W = J/s ( dżul dzielone przez sekundę)
więc dalej idąc J = N*m
więc moc jest to W=(n*m)/s


Teraz interpretacja fizyczna

Moment obrotowy jest to siła działająca na danym ramieniu. W naszym przypadku siła działająca na płaszczyźnie tarcia w kole zamachowym silnika spalinowego.
Siła ta jest stałą danego silnika i ze względu na różny stopień napełniania cylindrów w silniku powietrzem z paliwem oraz zależna od samej sprawności silnika różni się zależnie od obrotów.
W związku z tym siłę to przedstawia się w postaci jakiejś krzywej na wykresie w funkcji obrotów.
Wiemy, że początkowo siła ta wzrasta, następnie utrzymuje się mniej więcej na jednym poziomie i zaczyna spadać z coraz szybciej.
Spada dlatego, ponieważ ze wzrostem obrotów zaczynają powstawać w silniku coraz większe opory przepływu i napełnienie cylindrów staje się coraz słabsze.

Więc wiedząc wcześniej czym jest moment obrotowy N*m i że to jest jednostka energii czyli J ( dżul) dzielimy to w wykonanym czasie - daje nam moc.
Jednak w naszym przypadku wykonanym czasem jest obrót koła zamachowego więc tutaj wchodzą już radiany/s czyli s do potęgi -1

Jak można się domyślić ze wzrostem momentu i wzrostem obrotów rośnie moc, moment zaczyna spadać ale dalej moc rośnie i w końcu na tyle staje się mały moment, że algebraicznie moc przestaje rosnąć mimo wzrostu obrotów.

To tak w skrócie ;-)
Ostatnio zmieniony 17-12-13, 22:05 przez Jacek, łącznie zmieniany 2 razy.

Awatar użytkownika
hiob
Administrator
Posty: 11169
Rejestracja: 24-10-07, 21:28
Lokalizacja: Północna Karolina, USA
Kontakt:

Post autor: hiob » 19-12-13, 11:17

jacek79, bardzo to mądrze napisałeś, ale ja nic z tego nie jestem w stanie zrozumieć. Jakie dżule? Jakie radiany? Ja nie neguję tego, że to, co piszesz może być prawdą, ale mnie tu bardziej chodzi o wytłumaczenie "na chłopski rozum" czym jest moc i moment obrotowy w relacji do osiągów samochodu. Inaczej mówiąc jakie ma to praktyczne znaczenie.

Poza tym nie zawsze krzywa momentu obrotowego zaczyna opadać wraz ze wzrostem obrotów. W moim M3 jest niemalże płaska, choć rosnąca praktycznie aż do obrotów maksymalnych.
Popatrzcie, jaką miłością obdarzył nas Ojciec: zostaliśmy nazwani dziećmi Bożymi: i rzeczywiście nimi jesteśmy. (1 J 3,1a)

Jacek

Post autor: Jacek » 19-12-13, 16:14

Krótko mówiąc:
trzymaj silnik w górnym zakresie obrotów maksymalnego momentu obrotowego aby najlepiej przyśpieszać, a w dolnym zakresie obrotów maksymalnego momentu obrotowego gdy chcesz najekonomiczniej jeździć.

Awatar użytkownika
hiob
Administrator
Posty: 11169
Rejestracja: 24-10-07, 21:28
Lokalizacja: Północna Karolina, USA
Kontakt:

Post autor: hiob » 19-12-13, 17:23

jacek79, to jest oczywiste, że w każdym niemal samochodzie (wyjątki są naprawdę nieliczne), auto przyspiesza najlepiej, gdy się je na każdym biegu kręci do obrotów mocy maksymalnej, które zwykle pokrywają się z obrotami maksymalnymi silnika. Ale to nie o tym tutaj dyskutujemy, to jest fakt sprawdzalny empirycznie w każdym teście, jaki przeprowadzają motoryzacyjne czasopisma i nie podlegający dyskusji.

Dyskusja dotyczy czego innego, mianowicie tego, czym w praktyce jest moment obrotowy. Dlaczego, skoro to moment obrotowy "obraca kołami", auto mające większą moc przyspiesza zawsze szybciej? A nawet, jak w przypadku samochodów BMW 335d i 335i, mając taką samą moc, diesel przyspiesza słabiej, mimo znacznie wyższego momentu obrotowego silnika?

I myślę, że znaleźliśmy odpowiedź, którą podałem i na filmie i tutaj, w mojej odpowiedzi dla robert-k06. Ważne, z praktycznego punktu widzenia, jest to, że istotny jest moment obrotowy kół, nie silnika, Im wyższy bieg, tym ten moment jest słabszy, stąd diesle są w niekorzystnej sytuacji, przez to, że mają niższe obroty, czyli szybciej trzeba zmieniać biegi na wyższe (albo stosować dłuższe przełożenia dyfra, co na jedno wychodzi).

Jest jeszcze jeden aspekt, czy też punkt widzenia, pozwalający dostrzec to, że to moc, nie moment, jest ważna, mianowicie kwestia obrotów w czasie. :mrgreen: Bo jeśli jeden silnik się kręci z prędkością 8 tys obr/min, a drugi ma identyczny moment przy 4 tys obrotów, to w każdej jednostce czasu ten szybszy wykona dwa razy większą pracę, albo identyczna praca jest wykonana dwa razy szybciej. Dlatego, na chłopski rozum, można powiedzieć, że moc samochodu to moment, czyli praca wykonana w jednostce czasu, a ta praca będzie zawsze większa, gdy silnik się kręci dwa razy szybciej.
Popatrzcie, jaką miłością obdarzył nas Ojciec: zostaliśmy nazwani dziećmi Bożymi: i rzeczywiście nimi jesteśmy. (1 J 3,1a)

jacekn8
Przyjaciel forum
Posty: 67
Rejestracja: 07-06-10, 14:09
Lokalizacja: Podkarpacie

Post autor: jacekn8 » 19-12-13, 19:09

hiob pisze:albo stosować dłuższe przełożenia dyfra, co na jedno wychodzi
Dlatego "dzisiejsze" diesle mają praktycznie zawsze dłuższe przełożenia dyfra. Są samochody, gdzie silniki benzynowe i diesla mają te same skrzynie biegów, tyle że różnią się dyfrem, bo tak być musi. Wtedy obydwa modele z innymi silnikami (ale podobnymi mocami) osiągną podobną prędkość maksymalną, która zawsze jest ustalana na poziomie prędkości obrotowej gdzie występuje maksymalna moc. Tak więc jadąc przykładowo 200km/h benzyna ma 6, a diesel 3,7 tys obr/min. Dzięki dłuższym przełożeniom w silnikach diesla, ich zawężony zakres nie ma praktycznie znaczenia, bo i tak dwa podobne samochody (benzyna i diesel) o podobnej mocy (np, 140KM) będą miały na pierwszym biegu przy czerwonym polu 60 km/h, tyle że benzyna ma czerwone pole przy 6-7 tys, a diesel przy 4-4,5 tys obr/min.

Poza tym tak jak hiob piszesz: samochód najlepiej przyspiesza w zakresie maksymalnej mocy, nie momentu. Niejednokrotnie robiłem testy jednym samochodem do 100km/h, raz zmieniając biegi przy 2,5 tys. obr gdzie miałem max moment obrotowy, a raz przy 3,8 gdzie miałem max moc. Za drugim razem byłem 2 sekundy szybszy, ilość przełożeń w obu przypadkach taka sama.

Najszybsze samochody świata mają zawsze silniki benzynowe bo uzyskanie wysokiej mocy jest prostsze poprzez wysokoobrotowość benzyniaków, a wystarczy popatrzeć na F1. Po co robić moment obrotowy jak w ciężarówce jak można zrobić moment 300Nm i rozkręcić silnik do 18 tys obr/min, dzięki czemu jest tylko 2,4l pojemności i mamy ponad 700KM. Samoczynny zapłon diesla jest zbyt wolny na uzyskanie prędkości obrotowych rzędu 6000+. Nawet wyścigowe Audi R10 LeMans TDI ma maksymalne obroty 5500 jak dobrze pamiętam.
Ale to są przykłady gdzie nie patrzy się na spalanie. Tu liczy się sprawność silnika, którą dzisiejsze turbodiesle mają najwyższą (dzięki termodynamicznemu obiegowi Sabathe). Dlatego w Europie, gdzie paliwo jest drogie nie liczą się tylko osiągi, ale jakie osiągi dostajemy za to co wlejemy do baku :)

Pozdrawiam
Ostatnio zmieniony 19-12-13, 19:19 przez jacekn8, łącznie zmieniany 3 razy.

Jacek

Post autor: Jacek » 19-12-13, 19:33

hiob pisze:jacek79, to jest oczywiste, że w każdym niemal samochodzie (wyjątki są naprawdę nieliczne), auto przyspiesza najlepiej, gdy się je na każdym biegu kręci do obrotów mocy maksymalnej, które zwykle pokrywają się z obrotami maksymalnymi silnika. .
Piotrze nie o tym pisałem.


To może jeszcze inaczej

To tak jak ze zrozumieniem Biblii ;-)
Zakładamy sytuację, że cały czas utrzymujesz silnik w zakresie maksymalnego momentu obrotowego oraz cały czas na tych samych obrotach.
Moment obrotowy na silniku jest całkowicie innym momentem obrotowym niż dostępnym na kołach osi napędzającej.
Dodatkowo moment ten na kołach będzie wyższy im będziesz miał niższy bieg.

I to jest cała tajemnica, bo mimo tego iż momenty te są różne to moc w tych obrotach na silniku zawsze bedzie taka sama jak na kołach ( pomniejszona tylko o straty sprawności skrzyni) niezależnie od biegu na którym się znajduje.
Ostatnio zmieniony 19-12-13, 19:49 przez Jacek, łącznie zmieniany 1 raz.

Jacek

Post autor: Jacek » 19-12-13, 19:35

jacekn8 pisze:
Poza tym tak jak hiob piszesz: samochód najlepiej przyspiesza w zakresie maksymalnej mocy, nie momentu. Niejednokrotnie robiłem testy jednym samochodem do 100km/h, raz zmieniając biegi przy 2,5 tys. obr gdzie miałem max moment obrotowy, a raz przy 3,8 gdzie miałem max moc. Za drugim razem byłem 2 sekundy szybszy, ilość przełożeń w obu przypadkach taka sama.
\
Dlatego bo za tym pierwszym razem nie miałeś maksymalnego momentu obrotowego na kołach tylko na silniku

jacekn8
Przyjaciel forum
Posty: 67
Rejestracja: 07-06-10, 14:09
Lokalizacja: Podkarpacie

Post autor: jacekn8 » 19-12-13, 19:46

jacek79 pisze:Dlatego bo za tym pierwszym razem nie miałeś maksymalnego momentu obrotowego na kołach tylko na silniku
Zgadza się :-D

ODPOWIEDZ