Cuplu versus putere

[snuff]

Am gasit intamplator acest topic prin zona si mi-a atras atentia.

ceea ce spune BMW acolo e f real si pertinent. si as zice sa nu uitam si acea formule veche din fizica de clasa a 9-a P=FxV ca din ea intelegem multe.

 

din ce mai stiu eu park cuplul maxim care prin revistele de acum 25-30 de ani era dat in kgfm , mai nou s-a trecut la NM care e mai pe intelesu tutror, era forta masurata la periferia cercului descris la nivelul punctului de prindere al bielei pe arbore in miscarea sa de rotatie( conform unuei carti vechi dar bune de prin 1986 --Automobilul de la A la Z), si intr-adevar era si o formula acolo care sincer nu mi-o mai amintesc dar poate dau praful la o parte de pe cartwea respectiva:), desi cred k ea cea spusa de BMW.

 

Parerea mea ar fi sa punem f2f 2 motoare si sa lasam pe fiecare care citeste sa-si raspunda, iar in ce priveste citatele diverse, cu mult aspect comercial sa le lasam doar sa ne amuze.

un motor de turatie cum ar fi honda s2000 care are vreo 240 de cai si un cuplu de vreo 210nm iar ca greutate cca 1300 kg

 

si un motor de golf 5 tot de 2.0 de 150 de cai si cuplul de 200nm si greutate cam al fel.

 

sa le punem in 0-400m, vit maxima, ce vrem noi cred k e clar care va castiga.

 

Dak n am fost explicit, imi cer scuze, dar oricum cred k discutii despre cele 2 vor fi mereu k si pana acum.

 

Cine face masina sa accelereze ? Cuplul sau puterea ?

Dupa ce am auzit tot felul de opinii pe aceasta tema m-am decis ca e cazul sa ma documentez si sa-mi clarific “dilema”.

Si m-am gandit ca poate ar fi util si pentru altii care si-au pus aceeasi intrebare si n-au avut timp sa se informeze. Sper ca nu am depasit limita cu lungimea postului, dar mai scurt n-am reusit sa-l fac.

 

Cuplu versus putere

 

Cuplul si puterea sant inseparabile fiind legate prin urmatoarea formula :

P = C x Rpm / 7023

P = puterea in cai putere

Rpm = turatia in rotatii pe minut

C = cuplul in Nm

7023 = o constanta

 

Deci ele nu sant independente !

 

Din definitie se vede ca puterea este direct proportionala cu cuplul. Si ca nu poate exista putere fara cuplu.

Puterea este o marime indirecta. Nu putem masura direct puterea. Cu un dinamometru determinam cuplul pe care-l convertim in putere in functie de turatie conform formulei.

 

1 cp este puterea necesara pentru ridicarea unei greutati de 75 Kg la 1 m inaltime intr-o secunda. Ca idee un om poate produce cam 1-2 cp pe o perioada scurta de timp.

 

La un motor cu ardere interna cuplul este specificat / masurat in relatie cu o anumita turatie deoarece aceste motoare nu pot genera cuplu daca nu se invart.

 

De ce se spune totusi ca un motor are putere dar nu are cuplu ? Vedeti relatia dintre cuplu si putere.

De exemplu 330D are 231 cp la 4000 rpm si un cuplu maxim de 500 Nm la 1750-3000 rpm. Un M3 are 343 cp la 7900 rpm si cuplul de doar 365 Nm la 4900 rpm . Desi diselul are cuplu mai mare, in final M-ul are mai multa putere deoarece ajunge la o turatie mai mare. La plecarea de pe loc in oras dieselul ne ofera “senzatii tari” datorita cuplului mai mare, dar este invins de M care urca la turatii mai mari.

Este cineva de parere ca M3-ul cu cuplul lui mai mic nu accelereaza bine ?

Fiecare motor este proiectat pentru un anumit scop. La mersul prin oras la 1500-2500 rpm probabil ca dieselul pare mai puternic avand cuplul mai mare la turatii mici. Insa M-ul nu a fost facut pentru turatii mici ….

 

De ce scade cuplul peste o anumita turatie ?

Deoarece motorul nu mai poate “respira” bine. La turatii mari cilindrii nu se mai umplu bine cu aer. Au fost gasite 2 rezolvari. O galeria de admisie “acordata” care rezoneaza astfel incat poate “pompa” mai mult aer in cilindrii, dar asta se intampla doar la o anumita turatie. Urmatorul pas este o galeria de admisie variabila care poate pompa aerul pe o plaja mai larga de turatii.

Tocmai de asta si masinile de formula 1 au cilindrii multi si mici. Ca sa poata fi umpluti mai usor cu aer la cele 18.000 rpm.

 

De ce continua sa creasca puterea desi cuplul scade ?

Conform formulei puterea reprezinta produsul dintre cuplu si rotatie. La inceput cuplul scade mai incet decat creste turatia si produsul lor continua sa creasca. In final scaderea cuplului ajunge prea mare pentru a mai putea fi compensata de cresterea turatiei si ca urmare si puterea incepe sa scada.

 

Cuplul si acceleratia

Cat de repede accelereaza o masina depinde exclusiv de cuplu. Acceleratia este maxima la cuplu maxim. Acceleratia nu depinde deloc de putere ci doar de cuplu !!!

Asta nu inseamna ca trebuie sa schimbam la turatia de cuplu maxim. Pentru performante maxime probabil trebuie schimbam la turatia de putere maxima astfel incat dupa ce schimbam sa avem la dispozitie un cuplu mai mare. Secretul este sa schimbam astfel incat sa avem cuplul maxim disponibil in treapta superioara.

 

Cei pasionati de subiect vor putea gasi si mai multe detalii pe net.

http://www.e31.net/torque_e.html

http://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harriso...nginePower.html

http://www.mustangsandmore.com/ubb/DanJonesTorqueVsHP.html

[Schumi]

Nu prea am inteles ce legatura au cele doua modele propuse de tine spre comparatie, S2000 cu Golf...motoare total diferite...putere mult mai mare la S2000 si un cuplu asemanator..dar ce importanta mai are.. :)

[lucian81v]

Miscarea accelerata, fara frecari

F=m*a,

P=F*v

P=m*a*v

 

a=P/(v*m)

[netv]

Fara suparari, dar aproape tot topicul asta e un mare talmes-balmes. In afara de b immer, test_driver, paul, lucian81v care au post-uri foarte bune, restul post-urilor (poate si al meu :-) ) sunt cel mult empirice (sa nu zic mai rau).

 

Puterea si cuplul date de toti producatorii sunt valori calculate pe volanta (flywheel), si _NU_ la roti. Pe langa faptul ca o parte destul de consistenta (10-25% in functie de masina) se pierde in transmisie, ce nu a zis nimeni este faptul ca, cutia de viteze mareste/scade de fapt cuplul in functie de treapta. Din cauza asta in datele tehnice ale masinii veti vedea raportul fiecarei trepte (ratio per gear / final ratio). Cuplul efectiv la roti (presupunand ca transmisia are 0 pierderi) este multiplul dintre cuplul la volanta si raport. Adica, daca in treapta 1 ai raport 4:1 si ai 250Nm pe volanta, la roti vei avea un cuplu de 1000Nm dar si o turatie de 4 ori mai mica decat a volantei. Din acest exemplu poate inteleg si unii de ce este mult mai simplu sa strici o masina in treapa 1 decat in treapta 4 de exemplu (pt ca, cuplul REAL este mult mai mare).

 

Alt exemplu: doua masini cu ACEEASI putere, ACELASI cuplu si la ACEEASI turatie dar rapoarte diferite in prima treapta vor pleca de pe loc total diferit, dar dupa o anumita distanta (mai scurta sau mai mare) se vor egaliza. Din aceasta cauza la F1,GT,etc rapoartele cutiei se modifica in functie de cat de "rapid" este traseul.

 

Referitor la cuplu si putere: pt o intelegere mai simpla, cuplul este o masura instantanee, iar puterea este manifestarea cuplului intr-o perioada de timp. Se poate face o analogie (putin fortata) cu consumul de energie electrica. Un consumator (un bec) poate consuma 100W (analog cu cuplul) dar factura va fi in KWh (kilowatti ora). Din aceasta cauza, chiar daca accelerarea este EFECTUL cuplului, taria cu care o masina accelereaza este data de puterea ei. In conditii ideale, doua masini cu aceeasi greutate, putere si aceleasi pierderi in transmisie vor accelera identic pana la 100Km/h, nu conteaza care se tureaza mai sus sau care are cuplul mai mare.

 

Normal ca daca o sa conduceti o masina pe benzina normal aspirata la aceleasi turatii cu una diesel cu admisie fortata, cea diesel o sa para foarte sportiva dar asta va fi doar din vina voastra.

 

 

P.S. benzina + turbo = best of both worlds

Edited October 30, 2010 by netv

[calinbmw2000]

@netv..Sa luam ca exemplu doua masini care au urmatoarele caracteristici..

 

Auto 1 ...1300kg,150cp,300 Nm.

 

Auto 2...1300kg,150cp,200Nm.

 

Tu spui ca amandoua ajung la 100km/h in acelas timp.Eu cred ca cea cu 300Nm ajunge mai repede. :twoup:

[netv]

@netv..Sa luam ca exemplu doua masini care au urmatoarele caracteristici..

 

Auto 1 ...1300kg,150cp,300 Nm.

 

Auto 2...1300kg,150cp,200Nm.

 

Tu spui ca amandoua ajung la 100km/h in acelas timp.Eu cred ca cea cu 300Nm ajunge mai repede. :twoup:

 

Stiu ca pare greu de crezut (mai ales daca fizica nu a fost o pasiune in scoala) dar asa este in coditii ideale (repet: conditii ideale, adica soferul sa schimbe treptele exact cum/cand trebuie, cauciucurile si aderenta aceeasi, etc).

 

Exemplificare:

date tehnice oficiale E90:

318i 2000cmc 1440Kg - 105KW (143CP) la 6000rpm, doar 190Nm tocmai la 4250rpm => 0-100Km/h in 9.1 secunde

318d 2000cmc 1490Kg - 105KW (143CP) la 4000rpm, !!! 320Nm deja de la 1750rpm => 0-100Km/h in 9.1 secunde

 

Edificator?

Sper ca diferenta de cuplu dintre cele doua masini e multumitoare (190Nm la 4250 versus 320Nm de la 1750)

 

 

P.S. nu vreau sa se transforme topicul in benzina vs diesel

P.S.2 probabil ca da, pentru un sofer incepator este mult mai simplu sa demareze mai bine cu diesel-ul

Edited October 30, 2010 by netv

[paul]

@netv..Sa luam ca exemplu doua masini care au urmatoarele caracteristici..

 

Auto 1 ...1300kg,150cp,300 Nm.

 

Auto 2...1300kg,150cp,200Nm.

 

Tu spui ca amandoua ajung la 100km/h in acelas timp.Eu cred ca cea cu 300Nm ajunge mai repede. :twoup:

Daca ai fi studiat un pic definitia puterii, ai fi realizat si tu ca asa ceva nu prea se poate, decat daca turatiile maxime ale celor doua masini difera cu acelasi raport cu care difera cuplul.

Nu poti avea 2 motoare cu aceeasi putere si aceeasi turatie maxima, dar cu cuplu diferit! De aici pleaca probabil confuzia :) .

 

Nu uita totodata ca o cutie de viteze sau un diferential fac conversia intre rpm si cuplu :twoup: .

 

Deci, daca ne referim la turatia si cuplul de la volant:

-daca masina cu 150cp si 200 Nm are 6000 rpm,

-cea cu 150 cp si 300 Nm va avea doar 200/300x6000=4000 rpm turatie maxima.

 

Daca cutiile ar fi identice, ca sa ajung la 100 km/h cu motorul cu 300 Nm ar trebui sa pierd mult mai mult timp schimband vitezele si accelerand decat la motorul de 200 Nm.

 

In functie de etajarea cutiei de viteze si a diferentialului, la roata putem avea exact acelasi cuplu. Caci conteaza doar cuplul la roata, nu la motor! Cuplu la motor este util in fisa tehnica, dar masina este pusa in miscare de cuplul care ajunge la roata. Deci nicio diferenta intre cele doua masini :twoup: . Ba chiar cea cu 200 Nm dar cu 6000 rpm este avantajata de plaja mai mare de turatii deoarece trebuie sa faci mai putine schimbari de viteze.

 

A doua confuzie care se face este ca motoarele supra alimentate ar avea cuplu mai mare si ca doar de aceea sunt mai fasnete. Avantajul real este ca beneficiaza de un cuplu mare pe o plaja mai larga de turatii. Deci la un motor supra alimentat pot avea disponibila mai multa putere inca de la turatii mai joase.

 

Am facut referire la motoarele supra alimentate si nu la diesel, pentru ca avantajul cuplului mai mare si mai de jos provine in primul rand din supra alimentare, nu din tipul combustibilului. Motoarele diesel fara supra alimentare sunt dezastru, au cuplu si putere mai mica decat cel mai amarat benzinar.

[netv]

+1

Foarte bine spus paul (mult mai pe inteles decat ce am scris eu)

[calinbmw2000]

@paul..Acuma incep sa inteleg ,incet dar sigur. :twoup:

 

La treaba cu diesel-ul fara turbo sunt patit ,am avut un Ford Siera motor 2500D,o putoare de masina deabia se misca.

 

Ultima sau penultima intrebare. :)

Cu o cutie de viteze potrivita si un raport la diferential ideal poti sa modifici timpi de la 0 la 100km/h dati de producator.??

 

Fara sa maresti puterea prin stiu ce mijloace..

[netv]

Cu o cutie de viteze potrivita si un raport la diferential ideal poti sa modifici timpi de la 0 la 100km/h dati de producator.??

 

Fara sa maresti puterea prin stiu ce mijloace..

Sper sa nu te superi ca raspund eu.

Raspuns scurt: NU

 

De ce?

Pentru ca daca maresti raportul (il faci din 1:4 -> 1:6 sa zicem) o sa ai cu 50% mai mult cuplu, dar totodata o sa pierzi din turatia la roata.

Vei pleca mult mai violent de pe loc dar dupa 5-10 metri vei constata ca nu prinzi viteza, deci va trebuie sa schimbi treapta in lipsa de turatie si vei pierde de fapt mai mult timp schimband treptele.

 

In ultimul episod de Top Gear Australia (nu UK) se testeaza un Corvette parca si nu reusesc sa ajunga la 100Km/h in 3.8 s (cat era in carte) ci tocmai la 5.2 cu toate ca schimbau treptele cat de repede si agresiv puteau. Si-au dat ulterior seama ca ei schimbau din 1 in 2 cand de fapt trebuiau sa ajunga doar cu treapta 1 la 100 la ora. Deci, cand schimbi treptele de viteze pierzi timp (doar daca nu ai DCT).

 

 

Off-topic:

Principala problema la accelerare (mai bine zis la atingerea datelor tehnice oficiale) este sa transferi toata puterea pe asfalt. Aici conteaza cel mai mult soferul, cauciucurile, conditiile meteo si tipul de diferential (LSD sau blocabil preferabil). De asemenea, plecarea de pe loc perfecta (cea mai rapida) se face prin o foarte usoara patinare (15% daca nu ma insel). Mai pe romaneste, un sofer tare, o sa plece mai repede cu DSC/DTC oprite, fata de un sofer normal care se bazeaza exclusiv pe controlul tractiunii (DTC).

Edited October 30, 2010 by netv

[calinbmw2000]

Nu ma supar ,doamne fereste. :twoup:

 

Deci ai cuplul mai mare ,forta bruta pe moment .Dupa care realizezi ca masina nu inainteaza cum te asteptai..

[netv]

Da, exact. Si dupa cum ai spus, cuplul se simte pe moment. De altfel in loc de "cuplu maxim" se utilizeaza (sau se utiliza) expresia "moment maxim".

Oricum, FOARTE multa lume are nedumeriri la cuplu vs putere, si sper sa ne lamurim cu totii (inclusiv eu) 100% fata de un lucru care de fapt este destul de simplu.

 

Cutia de viteza, diferentialul, cauciucurile -- toate sunt calculate sa suporte un anumit stres mecanic si termic. Din cauza asta masinile turbo/supercharged vin in general cu ECU (calculatorul) programat mai usor (lite) tocmai ca sa ai o viata mai mare la transmisie (si nu numai). Multa lume isi imagineaza ca BMW nu are putea din fabrica sa "tuneze" ECU pt. un motor turbo cum fac cei de la firmele de tunning. O poate face, dar se gandeste si la partea de mentenanta.

 

 

Off-topic: PT MODERATORI:

ca o curiozitate, de ce se afla acest topic in "Probleme tehnice si rezolvari"?

Edited October 30, 2010 by netv

[calinbmw2000]

Imi place topicul asta . :)

 

Revin cu o intrebare.Cai putere la motociclete,karting-uri si masini nu sunt aceasi ?

 

In urma cu o samtamana m-am dat cu un kart de 125cc care avea ceva de genul 40 sau 50cp.

 

Senzatia a fost pe masura.Sunetul motorului scos la turatie maxima este incomparabil,ma simteam ca intr-o masina de F1.

 

Dar totusi cum scot 40cp din 125cc.?Eu la un Ford Fiesta cu motor de 1300cc am aprox aceasi cai.

 

P.S..Saptamana viitoare merg din nou,de cand ma plimb cu kart-ul parca sunt si mai linistit in trafic,un fel de terapie. :twoup:

[paul]

Motocicletele scot putere mare din capacitate cilindrica mica exact ca si motoarele din F1! Adica pe seama cresterii turatiei.

 

Dupa cum zice formula, puterea este produsul dintre cuplu si turatie. Tehnic, la un motor mic nu poti avea cuplu mare. Deci singura cale de a obtine putere mare este sa cresti turatia. Asemenea motoare ajung frecvent la peste 12.000 rpm. Motoarele din F1 ajung la 18.000 rpm.

[calinbmw2000]

Motocicletele scot putere mare din capacitate cilindrica mica exact ca si motoarele din F1! Adica pe seama cresterii turatiei.

 

Dupa cum zice formula, puterea este produsul dintre cuplu si turatie. Tehnic, la un motor mic nu poti avea cuplu mare. Deci singura cale de a obtine putere mare este sa cresti turatia. Asemenea motoare ajung frecvent la peste 12.000 rpm. Motoarele din F1 ajumg la 18.000 rpm.

Am observat si eu ca plecarea de pe loc este foarte slaba,dar dupa ce urca in ture zici ca nimic nu o mai opreste ..Probabail la 2000rpm are in jur de 5cp. :twoup:

[netv]

As adauga:

karturile au aproape exclusiv motoare in 2 timpi. La toate masinile (moderne) motoarele sunt in 4 timpi (fie diesel sau benzina). Adica, la cel cu 2 timpi de fiecare data cand ajunge pistonul sus se produce putere (prin explozie / ardere), pe cand la cele in 4 timp din 2 in 2 ori. Din aceasta cauza un motor in 2 timpi de o anumita capacitate cilindrica va produce INTOTDEAUNA mai multa putere decat unul in 4 timpi. In al doilea rand, multe carturi nici macar nu au cutie de viteze (deci pierderi aproape 0 in transmisie) si nici catalizatoare, tobe multiple, etc care sa "gatuie" motorul. Plecarea de pe loc de face automat la o turatie prestabilita (ca un ambreiaj care cupleaza doar de la o turatie in sus).

 

De ce nu se folosesc motoare in 2 timpi si la masini:

- ungerea se face mult mai dificil (ori torni in benzina/motorina ori motorul face asta pt tine)

- polueaza mai mult

- au un sunet (zic eu) urat

- nu merg prea "lin"

Edited November 8, 2010 by netv

[paul]

Pentru discutiile diesel versus benzina exista un topic dedicat! Nu mai postati filmulete cu liniute diesel versus benzina.

 

Acest topic se refera doar la relatia dintre cuplu si putere.

[EdY D]

Colegi, sa luam practic urmatarele date tehnice

(Horsepower (HP/rpm) 170 / 6250 , Torque (Nm/rpm) 210 / 3500 ) .

 

Intrebarea mea este : cum ajungi la valoarea de 9.1 secunde, data de producator pentru

timpul necesar deplasarii de la 0-100 km ?

Mai concret, cum schimbi treptele cel mai eficient,astfel incat sa beneficiezi de maximum de putere

in fiecare treapta, putere necesara atingerii valorii de mai sus?

 

Multumesc.

[paul]

Schimbi vitezele doar cand turometrul ajunge la rosu.

Puterea maxima o obtii aproape de turatia maxima.

[d-rive]

Schimbi in rosu.

 

L.E. am postat simultan :twoup:

Edited January 5, 2011 by d-rive

[EdY D]

Mersi pentru promptitudine, baieti!

 

Tocmai ma apucasem de lecturat inca vreo 2 articole care au legatura cu subiectul.

Ceea ce m-a bagat in ceata era topicul " La ce turatie schimbati cand conduceti agresiv ? "

 

Unii indicau valori ale turatiei aflate mai jos decat limita " de rosu " si nu intelegeam de ce .

 

In afara de puterea maxima, valoarea de 210 Nm corelata

la 3500 rpm are vreo relevanta deosebita?

 

Gen as putea intelege ca de la 3500 de turatii pana la 6250( puterea maxima) am cele mai bune reprize ?

[paul]

Trebuie sa schimbi vitezele la puterea maxima. De fapt un pic dupa, astfel incat cand treci intr-o treapta superioara sa fii iarasi la o turatie cat mai aproape de puterea maxima.

[io's]

schimbi viteza in jurul valorii de putere maxima (6250 rpm in cazul ex dat de tine), astfel cazi pe superioara peste turatia unde ai cuplu maxim si te ajuta mai repede sa urci in ture spre putere maxima.

 

cuplul iti da demaraj iar puterea iti da viteza maxima (ca sa citez din raceri :twoup: )

[paul]

Acceleratia maxima se obtine acolo unde puterea este maxima.

[EdY D]

Inca odata multumesc ! Poate ca profit de bunavointa voastra :twoup:

 

As mai avea o singura intrebare:

care este plaja de turatii unde se obtin cei mai

multi cai putere ?

 

Mi-e foarte clar ca motorul M54, cel a carui specificatii le-am

luat impreuna drept exemplu, produce 170 CP la 6250 de turatii pe minut.

Acesta valoare de 170 reprezinta puterea maxima, absoluta, a motorului.

 

Pana la aceasta valoare, de ce ce procent estimativ de putere dispun ?

 

Nefiind prea initiat in raspunsuri tehnice,ceea ce pot observ asa " dupa ureche"

e ca masina cu adevarat ofera un minim de senzatie( in comparatie cu alte motorizari)

dupa 4000 de rotatii pe minut. Insa obiectiv nu pot aprecia cand aceasta incepe sa

" traga" .

Edited January 6, 2011 by EdY D