Moment obrotowy

[lupus]

http://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_obrotowy

[Pinhead]

Dla każdej prędkości obrotowej jest inna moc, a więc inny moment obrotowy :)

Niekoniecznie. Moment obrotowy może mieć stałą wartość w jakimś przedziale obrotów co jest dosyć częste w silnikach z doładowaniem (głównie w soft turbo). Moment będzie stały ale moc będzie różna z powodu zmieniających się obrotów.

[Mattthew]

No rozumiem, moment może być stały w pewnym przedziale :) I z tego co widzę na wykresie również moc może być stała dla pewnego przedziału obrotów :D

Ostatnie mam nadzieję pytanie:

Znalazłem wykresik dla pewnego silnika, krzywa mocy rośnie aż do obrotów równych ok. 3700 obrotów, potem moc jest stała (i jest maksymalna) do 6500 i wtedy spada. (Przyjmijmy, że poniżej tych 3700 obrotach i po 6500 ma bardzo małą moc i nie jest generowany duży moment obrotowy, tym bardziej maksymalny). Czy oznacza to, że maksymalny moment obrotowy jest uzyskiwany przy tych 3700 obrotach? Bo jeśli dobrze myślę, to przy stałej mocy wraz ze wzrostem prędkości obrotowej maleje moment obrotowy prawda?

[cman]

Ostatnie zdanie prawdziwe.
Ale poza tym, to nie mylisz przypadkiem wykresu momentu obrotowego z wykresem mocy? Bo osobiście jeszcze nie widziałem takiej charakterystyki mocy, w której byłaby ona stała w tak szerokim zakresie obrotów.
Wrzuć najlepiej ten wykres.

[Mattthew]

Ano tak, prawda, źle przeczytałem skale wykresu, stały jest moment, a moc rośnie. Masz rację ;) Ale tak czy siak teraz już wszystko rozumiem, i dzięki wielkie!

[Pinhead]

W pierwszej kolejności wtedy, kiedy jest na jak najniższym biegu, a w drugiej kolejności wtedy, kiedy silnik generuje największy moment obrotowy.

Czyli mając silnik który osiąga maksymalny moment oborotowy przy 2500rpm (przykład z 1.8 8V 90KM produkcji VAG) przyspiesze szybciej zaczynając od 2500rpm i kończąc na 3500 niż od 3500 do 4500rpm ? :)
Uwierz mi że nie. Błędnie przyjołeś wpływ mocy jedynie na v-max przypisując przyspieszenie tylko do momentu obrotowego który jest jedynie składnikiem tworzącym napęd pojazdu czyli moc.

ps.
Wykres silnika z przykładu
http://www.fotosik.pl/showFullSize.php? ... 12fcb01602
Moment maksymalny przy 2500 i od 2500 moment leci w dół.

[cman]

Szczerze mówiąc liczyłem, że po tak rozbudowanym opisie jak w moim pierwszym poście, nie będzie już żadnych wątpliwości w temacie.

Czyli mając silnik który osiąga maksymalny moment oborotowy przy 2500rpm (przykład z 1.8 8V 90KM produkcji VAG) przyspiesze szybciej zaczynając od 2500rpm i kończąc na 3500 niż od 3500 do 4500rpm ? :)

Dokładnie tak. Wiem, że może Ci się to wydawać dziwne, ale tak jest.

Jak zapewne wiesz, moc jest iloczynem momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Jeżeli w danym momencie poruszamy się w obrębie jednego biegu, czyli stałego przełożenia, to taki moment obrotowy jaki generuje silnik, jest przenoszony wprost proporcjonalnie na koła. Natomiast wzrost prędkości obrotowej (który to powoduje wzrost mocy) powoduje wyłącznie wzrost prędkości obrotowej kół. I nic poza tym, dzięki większej prędkości obrotowej, a więc większej mocy, koła kręcą się po prostu szybciej, ale nie ma na nich większej siła, jest nadal tylko ta, wynikająca z momentu obrotowego.

Wyobraź sobie najzwyklejszy rower z przerzutkami. Kręcisz pedałami ze stałą prędkością obrotową, np. 60 obr/min, generujesz 100 Nm, przełożenie jest 1 do 1, więc na kole masz również 100 Nm, a moc wynosi 0,85 KM. W pewnym momencie zaczynasz kręcić z tą samą siłą, ale dwa razy szybciej, więc 120 ob/min. Moc wzrosła do 1,7 KM. A jaka jest siła na kole? Nadal dokładnie taka sama, czyli 100 Nm. Koło kręci się dwa razy szybciej, czyli w jednej jednostce czasu jest w stanie wykonać dwa razy więcej pracy, ale wciąż z tą samą siłą.
Jeżelibyś do tego koła przymocował linę z wiaderkiem i to koło miałoby robić za kołowrotek do wciągania, to przyjmując że byłoby ono w stanie wciągać wiaderko o masie 5 kg, to dwukrotny wzrost mocy, nie spowodowałby że nagle mogłoby ono wciągnąć wiaderko o masie 10 kg. Dwukrotnie większa moc spowodowałaby tylko, że wciągnął by to wiaderko dwa razy szybciej, ale cięższego wiaderka by po prostu nie ruszył.
Natomiast większa moc, pozwala na stosowanie innych przekładni, czyli w takim przypadku można by zastosować przekładnię redukującą prędkość obrotową o połowę, a zwiększającą tym samym moment obrotowy dwukrotnie. Czyli koło znów zaczęłoby się kręcić wolniej (60 obr/min), ale z dwukrotnie większą siłą (200 Nm) i wtedy możliwe byłoby wyciągnięcie wiaderka o masie 10 kg.
Zatem duża moc, pozwala na stosowanie odpowiednich przekładni, które pozwolą na uzyskanie dużego momentu obrotowego na kołach, ale wszystko to jest dzięki skrzyni biegów, bo dopóki poruszamy się w obrębie jednego, stałego przełożenia to istotna dla przyspieszenia jest wyłącznie siła na kołach, czyli moment obrotowy.

Wykres silnika z przykładu
http://www.fotosik.pl/showFullSize.php? ... 12fcb01602
Moment maksymalny przy 2500 i od 2500 moment leci w dół.

Tak, czyli jeżeli jadąc na jedynce, wciśniesz gaz do dechy, to wykres rozpędzania (czyli przyspieszenia do czasu) będzie wyglądał dokładnie tak, jak wykres momentu obrotowego.

[Pinhead]

Jak zapewne wiesz, moc jest iloczynem momentu obrotowego i prędkości obrotowej. Jeżeli w danym momencie poruszamy się w obrębie jednego biegu, czyli stałego przełożenia, to taki moment obrotowy jaki generuje silnik, jest przenoszony wprost proporcjonalnie na koła.

I moment ten powoduje że możesz ciągnąć ciężką przyczepe czy wjechać pod stromą góre na niskich obrotach bez wysokiego przełożenia.

Wyobraź sobie najzwyklejszy rower z przerzutkami. Kręcisz pedałami ze stałą prędkością obrotową, np. 60 obr/min, generujesz 100 Nm, przełożenie jest 1 do 1, więc na kole masz również 100 Nm, a moc wynosi 0,85 KM. W pewnym momencie zaczynasz kręcić z tą samą siłą, ale dwa razy szybciej, więc 120 ob/min. Moc wzrosła do 1,7 KM. A jaka jest siła na kole? Nadal dokładnie taka sama, czyli 100 Nm.

Weź pod uwage że silnik spalinowy generuje tak dużą względem wewnętrznych oporów moc że gdyby nie odcięcie to doszło by do "przekręcenia". Porównanie z pedałami w rowerze ma sens gdyby mówić o silniku z częściowo wciśniętym gazem, opory zrównują się z mocą i prędkość jest stała.

Jeżelibyś do tego koła przymocował linę z wiaderkiem i to koło miałoby robić za kołowrotek do wciągania, to przyjmując że byłoby ono w stanie wciągać wiaderko o masie 5 kg, to dwukrotny wzrost mocy, nie spowodowałby że nagle mogłoby ono wciągnąć wiaderko o masie 10 kg.

Oczywiście. Tak samo jak napierając na ściane generujęmy moment* a jednak ściana się nie przesuwa.

Zatem duża moc, pozwala na stosowanie odpowiednich przekładni, które pozwolą na uzyskanie dużego momentu obrotowego na kołach,

Masz racje i można uznać to za podsumowanie naszej dyskusji. Zgadzam się z powyższym, jednak to właśnie moc wpływa na dopasowanie skrzyni biegów przez producenta. Moc daje możliwości wykorzystania jej do przyspieszenia i w praktyce tak się właśnie dzieje. Dlatego Honda 1.6 CRX osiągająca 140 Nm przy 5700 obr/min ma przyspieszenie znacznie większe od Pandy 1.3jtd z 140 Nm już przy 1500rpm. Ba... ma większe nawet od Golfa III 1.9 tdi z 202Nm. Bo w praktyce wszystkie te Nm marnują się na skrzyni kiedy są przekładane na obroty a przy przyspieszeniu mamy wzrost obrotów czyli wzrost oporów a do ich przełamania potrzeba mocy.
Tak jak napisałem na wcześniejszym wątku, nie bez powodu w F1 nie stosuje się silników diesla lub innych z wysokim momentem obrotowym (np.2 zawory na cylinder i V12). Stosuje się silniki wysokoobrotowe z wieloma zaworami na cylinder osiągające niewielki moment (porównując do seryjnych silników) ale przy bardzo wysokich obrotach co daje bardzo wysoką moc.

[cman]

Wiesz, o ile w przypadku wielu przepisów, sytuacji drogowych itd. jest czasem dość szerokie pole do interpretacji, o tyle w przypadku fizyki nie. Tutaj niczego nie przeskoczysz, tam jeżeli 1 = 1 to tak jest i już, nie da się do tego wymyślić własnych teorii.

Skoro wyjaśnienie z kołowrotkiem, choć myślę bardzo obrazowe, nadal do Ciebie nie przemawia to spróbuję z innej strony.

Weźmy ten wykres, który wkleiłem w swoim pierwszym poście:


Czy twierdzisz, że wykres przyspieszenia (zresztą coś mi się zdaje, że to wcześniej napisałeś, ale usunąłeś) pokrywałby się z wykresem mocy? Czyli np. w okolicach 5500 obr/min samochód rozpędzałby się dwukrotnie szybciej niż w w okolicach 3000 obr/min?

[Pinhead]

Czy twierdzisz, że wykres przyspieszenia (zresztą coś mi się zdaje, że to wcześniej napisałeś, ale usunąłeś) pokrywałby się z wykresem mocy?

W uproszczeniu tak, skasowałem tamten tekst aby nie mieszać głównego wątku kilkoma innymi o tym samym.

Czyli np. w okolicach 5500 obr/min samochód rozpędzałby się dwukrotnie szybciej niż w w okolicach 3000 obr/min?

Samochód jest pchany dwa razy mocniej niż przy 3000rpm. Jednak opory nie zwiększają się liniowo. Dwa razy większa moc ale sześciokrotnie większe opory przekładają sie na słabsze przyspieszenie. Co innego gdyby postawić samochód na rolkach w hamowni. Jak już pisałem KM to energia przełożona na obroty czyli Nm. Moc nie znika, jeśli wygenerujesz 100KM to musisz obciążyć silnik aby obroty nie wzrastały. Jeśli będzie różnica między oporami a wygenerowaną mocą to moc ta zwiększy obroty. Dlatego mamy odcięcia niedopuszczające do przekręcenia silnika choć moment samoczynnie leci w dół po osiągnięciu mocy maksymalnej. W dieslach max moment jest często już przy 1500rpm, ale co z tego skoro nie ma mocy. Czy ktoś mający takiego diesla ma zaczynac wyprzedzanie przy 1500rpm ? Ruch to energia, energia to moc (Kw,KM,PS). Nie ma mocy, nie ma ruchu. I motor ścigacz przyspieszy szybciej od choppera z wielkim momentem z wielkiego silnika. W sportach motorowych nie jeżdzą elastyczne diesle tylko wysokoobrotowe wielozaworowe benzyniaki. W szybkich motorówkach nie ma diesli z wysokim momentem tylko benzyniaki z małą pojemnością, małym momentem i wielką mocą przy wysokich oborotach. W silnikach okrętowych mamy stosunkowo małą moc ale ogromny moment obrotowy przy ekstremalnie niskich obrotach (<200rpm) Silnik samochodu mający 150Nm przy 1500rpm będzie go przyspieszał z taka samą prędkościa co inny silnik mający 150Nm ale przy 4000rpm ? Oczywiście że nie bo moc jest różna. Przykładów już wcześniej było podanych wiele i można by je podawać w nieskończoność.

http://pl.wikipedia.org/wiki/Moc
Moc jest skalarną wielkością fizyczną określającą pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny.

ps*. W wcześniejszym poście zrobiłem bład w zdaniu

Oczywiście. Tak samo jak napierając na ściane generujęmy moc a jednak ściana się nie przesuwa.

Oczywiście chodziło mi o moment obrotowy :dumb:

[cman]

Pewnie, że przykłady można mnożyć, ale cóż z tego, jeżeli wciąż nie rozumiesz istoty sprawy.

Samochód jest pchany dwa razy mocniej niż przy 3000rpm. Jednak opory nie zwiększają się liniowo. Dwa razy większa moc ale sześciokrotnie większe opory przekładają sie na słabsze przyspieszenie. Co innego gdyby postawić samochód na rolkach w hamowni.

No tak, każde tłumaczenie jest dobre... Ale ok, żaden problem, hamownia? Proszę bardzo, tyle że nie znalazłem akurat tej beemki z wykresu na hamowni, ale za to możemy się zająć Hayabusą.

Jej wykres jest tutaj:


Wykres momentu obrotowego jest prawie płaski, natomiast moc przy np. 9000 obr/min jest trzykrotnie większa niż przy 3500 obr/min. Czyli zgodnie z Twoją teorią, przy 9000 obr/min przyspieszenie byłoby trzykrotnie większe niż przy 3500 obr/min, pomijając opory.

Zatem, pomijamy opory, idziemy na hamownię:
http://www.youtube.com/watch?v=2EFc4eDsp2o
Istotna część zaczyna się od pierwszej minuty, motocykl jest kręcony na jednym biegu od 2500 obr/min do 11000 obr/min. Wszystko widać jak na dłoni, wystarczy tylko uważnie obserwować wskazówkę obrotomierza, która wędruje z niemalże stałą prędkością, dokładnie tak, jak przebiega wykres momentu obrotowego.

[Pinhead]

Dlatego napisałem że co innego jest na hamowni gdzie wystepuje jedynie opory toczenia a te wzrastaja liniowo a co innego w normalnej jeździe gdzie mamy opory aerodynamiczne które wzrastają do szejścianu a do ich przełamania potrzeba mocy. Mając równy wykres momentu w pełnym zakresie użytecznych obrotów przyspieszysz tak samo między 1500-2500 jak przy 5000-6500 ale tylko pod warunkiem że moc będzie odpowiednio wysoka co jest nierealne przy przeciętnych silnikach. Co będzie oddziaływać na pojazd skoro nie energia przekładająca sie na prace zwana mocą ? Co będzię przeciwstawiało się rosnącym oporą aby utrzymać wzrost prędkości ? Aby utrzymać równe przyspieszenie przy wzroście prędkości potrzeba mocy której zapotrzebowanie wzrasta nie liniowo. Dlatego rozpędzenie przeciętnego samochodu do prędkości 100km/h wymaga około 25KM. Ale jeśli zwiększymy prędkość o 50% do 150km/h to zapotrzebowanie na moc wzrośnie do około 75KM. Jesli przyspieszasz musisz mieć wzrost mocy względem obrotów aby utrzymać taką samą wartość przyspieszenia.

Weź pod uwage że piszemy na forum dla kandydatów na kierowców. Wielu z nich nie ma większego pojęcia o jeździe i mechanice. Uproszczą sobie że przyspiesza się momentem obrotowym i bedziesz miał potem na autostradzie toczydełko kórego kierowca przed wyprzedzaniem wbił piątke przy 90km/h bo jego silnik ma max moment przy 2000rpm. Wyjdzie z tego zawalidroga bo większośc jego marnej mocy przy 2000rpm pójdzie na pchanie powietrza, na przyspieszenie zostanie jakaś minimalna częśc.

[cman]

O ile uważnie przeczytają mój pierwszy post w tym temacie, to doskonale będą wiedzieć co, jak i dlaczego.

Mając równy wykres momentu w pełnym zakresie użytecznych obrotów przyspieszysz tak samo między 1500-2500 jak przy 5000-6500 ale tylko pod warunkiem że moc będzie odpowiednio wysoka co jest nierealne przy przeciętnych silnikach.

Tutaj pierwsza część zdania jest wreszcie prawdziwa, ale drugiej części już zupełnie nie rozumiem.

Co będzie oddziaływać na pojazd skoro nie energia przekładająca sie na prace zwana mocą ?

Mylisz podstawowe pojęcia fizyczne. Praca zwana mocą? Przecież to dwie zupełnie różne rzeczy. Przyłożenie danej siły powodującej dane przesunięcie jest pracą. Dla pracy nie istnieje pojęcie czasu, nieważne w jakim czasie jest ta praca wykonana. Natomiast to, jak długo jest ta praca wykonywana, określa moc.

Co będzię przeciwstawiało się rosnącym oporą aby utrzymać wzrost prędkości ?

Moment obrotowy.

Ale wiesz co, wytłumacz mi jeszcze przede wszystkim, czym tak naprawdę dla Ciebie jest moc? Mamy samochód, które jedzie z jakąś tam prędkością i z tego powodu działa na niego siła aerodynamiczna określona w Nopr, której przeciwstawia się siła pchająca samochód określona w Nsil jeżeli te siły są sobie równe (pomijam opory wewnętrzne i toczne) to samochód jedzie ze stałą prędkością, jeżeli Nsil jest większa, to samochód zaczyna przyspieszać co jest zresztą logiczne, bo nadmiar siły musi się gdzieś podziać. I teraz wytłumacz mi, gdzie tutaj wg Ciebie jest moc? Czym ona tak dokładnie jest i co powoduje (w tym konkretnym układzie)?

[Pinhead]

Tutaj pierwsza część zdania jest wreszcie prawdziwa, ale drugiej części już zupełnie nie rozumiem.

Jeśli moc będzie taka sama to przyspieszysz tak samo w zakresie 1500-2500 jak i 3500-4500. Oczywiście nie przy takiej samej skrzyni biegów. Dopasowanie odpowiedniej skrzyni i przyspieszenie bedzie takie samo choć wartość momentu obrotowego może być różna.

Mylisz podstawowe pojęcia fizyczne. Praca zwana mocą?

Energia przekładająca się na prace. Ta praca czyli pchanie samochodu przy danej prędkości wymaga od silnika mocy z której powstanie moment obrotowy na kołach.

Moment obrotowy, a ściślej rzecz biorąc siła liniowa występująca na styku opony z nawierzchnią.

Ten moment zostanie przez skrzynie zamieniony na prędkość obrotową. Tak jak opisywałem wcześniej, jedzie sobie ktoś po autostradzie na 4 biegu i 3000rpm. Bierze się za wyprzedzanie i wbija wyższy bieg bo wyczytał że jego samochód ma maksymalny moment przy np. 2000.

Ale wiesz co, wytłumacz mi jeszcze przede wszystkim, czym tak naprawdę dla Ciebie jest moc? Mamy samochód, które jedzie z jakąś tam prędkością i z tego powodu działa na niego siła aerodynamiczna określona w Nopr, której przeciwstawia się siła pchająca samochód określona w Nsil jeżeli te siły są sobie równe (pomijam opory wewnętrzne i toczne) to samochód jedzie ze stałą prędkością, jeżeli Nsil jest większa, to samochód zaczyna przyspieszać co jest zresztą logiczne, bo nadmiar siły musi się gdzieś podziać. I teraz wytłumacz mi, gdzie tutaj wg Ciebie jest moc? Czym ona tak dokładnie jest i co powoduje (w tym konkretnym układzie)?

Moc generuje silnik. Można ja przez skrzynie biegów zamienić na prace pchającą samochód poprzez moment obrotowy na kołach kosztem prędkości obrotowej lub na prędkość oborotową kosztem momentu obrotowego. Jak brakuje mocy to nie przełamiesz oporów dlatego v-max nie zależy od momentu a od mocy maksymalnej. Warto się zastanowić dlaczego tak jest.

[cman]

Jeśli moc będzie taka sama to przyspieszysz tak samo w zakresie 1500-2500 jak i 3500-4500.

No ale ja dalej nic z tego nie rozumiem. Wcześniej napisałeś, że przy stałym momencie obrotowym przyspieszę tak samo w różnym zakresie obrotów, a teraz piszesz, że jeżeli moc będzie stała to przyspieszę tak samo w różnym zakresie obrotów. Czyli stwierdzania przeczące sobie, a moje pytanie i tak było inne.
Napisałeś tam, że "...pod warunkiem że moc będzie odpowiednio wysoka co jest nierealne przy przeciętnych silnikach.". Co znaczy odpowiednio wysoka i dlaczego nierealna? I co ona ma wspólnego z tym, że samochód przy stałym momencie obrotowym będzie przyspieszał tak samo przy różnych obrotach?

Ten moment zostanie przez skrzynie zamieniony na prędkość obrotową.

No nieeeee no, no to już w ogóle... Jak to moment obrotowy przez skrzynię zostanie zamieniony na prędkość obrotową?? Przecież skrzynia biegów to tylko przełożenie, ona zamienia moment obrotowy o danej wartości na moment obrotowy o innej wartości oraz prędkość obrotową o danej wartości na prędkość obrotową o innej wartości. Jak może niby zamieniać moment na obroty?

Moc generuje silnik. Można ja przez skrzynie biegów zamienić na prace pchającą samochód poprzez moment obrotowy na kołach kosztem prędkości obrotowej lub na prędkość oborotową kosztem momentu obrotowego. Jak brakuje mocy to nie przełamiesz oporów dlatego v-max nie zależy od momentu a od mocy maksymalnej. Warto się zastanowić dlaczego tak jest.

A nie, znowu nie odpowiadasz na pytanie, ja nie o to pytam. Powtarzam, mamy samochód, mamy narysowane dwie siły, pchającą i stawiającą opór, skierowane przeciwnie do siebie. Dorysuj mi tam moc.