แรงม้าที่คำนวณล้อ


10

ฉันเคยใช้แอพแรงบิดสำหรับบางครั้งในรุ่น Hyundai i10 Era (รุ่น 2011) ของฉันและมันทำให้ฉันมีแรงม้าที่ล้อ แต่ค่าดูเหมือนจะน้อยกว่ามาก เพื่อค้นหาปัญหาฉันบันทึกความเร็วของรถ OBD โดยใช้แอพ Torque Pro คำนวณ Hp ที่ล้อด้วยตัวเองและตัวเลขไม่ตรงกับอันที่ Torque Pro แสดงให้ฉันเห็น

ดังนั้นฉันจึงสงสัยเล็กน้อยว่า Torque Pro คำนวณแรงม้าที่ล้อได้อย่างไร

ฉันใช้น้ำหนักรถยนต์เป็น 1,050 กิโลกรัม สูตรที่ฉันใช้เพื่อคำนวณ HP ที่วงล้อ:

  1. HP = KE ของรถยนต์ในเวลานั้น / เวลาต่างกันระหว่างการอ่านปัจจุบันและการอ่านก่อนหน้าโดยที่ KE = 1/2 * m * ((ความเร็วปัจจุบัน) ^ 2 - (ความเร็วการอ่านก่อนหน้า) ^ 2)

  2. HP = มวล * การเร่งความเร็วของรถ * ความเร็วปัจจุบัน

ฉันไม่สามารถเข้าใจว่าทำไมจึงมีความไม่ตรงกัน? ฉันจะคำนวณ Hp ที่ล้อได้อย่างไร

กรุณาหาลิงค์ไปยังข้อมูลที่บันทึกไว้โดยใช้ทอร์กโปร

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1eZxozvG0V3nrKHPZKqIkYovqNh_lM4PNuZLkozNVVoo/edit?usp=sharing


2
คุณใช้หน่วยใดในการคำนวณ ค่าตัวอย่างบางอย่างอาจไปไกลกว่านี้
Zaid

ฉันใช้หน่วย SI และแปลงเป็น hp โดยคูณ 0.746
Soumya Sen

อืมฉันเล่นกับข้อมูลของคุณ ... ดูเหมือนว่า google จะบันทึกการเปลี่ยนแปลงโดยอัตโนมัติ ตอนนี้คุณมีคอลัมน์และกราฟเพิ่มเติมในข้อมูลของคุณหรือไม่?
sweber

@sweber ใช่ฉันเพิ่มคอลัมน์เวลาใน excel
Soumya Sen

คุณค้นพบมวลรถยนต์ของคุณได้อย่างไร? คุณคำนึงถึงน้ำหนักของเนื้อหายานพาหนะรวมถึงน้ำมันเชื้อเพลิงหรือไม่? ความหนาแน่นของน้ำมันอยู่ที่ประมาณ. 75 กก. / ลิตร
cdunn

คำตอบ:


10

TL; DR

ปัญหาที่คุณพบคือความละเอียดที่ จำกัด ของความเร็วและความผันผวนรวมถึงวิธีการคำนวณพลังงานที่แตกต่างกันเล็กน้อย และสุดท้ายคุณต้องคิดเกี่ยวกับระยะอำนาจที่ล้อ

พลังที่ล้อคืออะไร?

ฉันจะบอกว่านี่เป็นแรงสัมผัสวงล้อที่ใช้กับถนน (นั่นคือแรงที่ผลักคุณไปข้างหน้า) คูณด้วยความเร็ว แต่นี่ไม่ใช่พลังที่ส่งมาจากมอเตอร์ของคุณหรือพลังที่เร่งคุณ!

กำลังมอเตอร์เทียบกับกำลังที่ล้อ

พลังงานบางส่วนจากมอเตอร์ของคุณกินไปแล้วเนื่องจากความเสียดทานในรถไฟส่งและมวลรวมเช่นเครื่องปรับอากาศ มันยิ่งแย่ลงเมื่อเร่งความเร็ว: มอเตอร์จะต้องหมุนชิ้นส่วนที่หมุนได้ทั้งหมดเช่นเพลาล้อเฟืองและล้อซึ่งใช้พลังงานบ้าง มันเป็นอย่างที่ Zaid เขียนว่ารถรู้สึกหนักกว่ามอเตอร์มากกว่าที่เป็นอยู่
ดังนั้นพลังงานที่ล้อมักจะต่ำกว่าพลังของมอเตอร์ แต่เราสามารถเพิกเฉยได้ที่นี่เนื่องจากคุณไม่ได้พยายามคำนวณกำลังที่ล้อจากกำลังมอเตอร์ ประเด็นเดียวก็คือพลังที่ล้อต้องหมุนล้อที่ไม่ได้ถูกขับออกมา

แรงเสียดทานและลาก

ยางล้อสัมผัสกับแรงเสียดทานขณะกลิ้งไปตามถนนและด้วยความเร็วที่สูงขึ้นการลากจะมีความสำคัญมากขึ้น ฉันไม่มีความคิดเกี่ยวกับแรงเสียดทาน แต่การสูญเสียพลังงานเนื่องจากการลากสามารถคำนวณได้จากสูตรนี้

P

ซึ่งใช้ความหนาแน่นของอากาศ (1.2 กก. / ลบ.ม. ) ความเร็วลากสัมประสิทธิ์ (0.32 สำหรับรถของคุณ) และพื้นที่หน้าตัด (2.1 ม. ²สำหรับรถของคุณ) เพื่อให้ได้แนวคิดเกี่ยวกับสิ่งนี้นี่คือแผนภาพ:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ด้วยความเร็วประมาณ 100 กม. / ชม. พลังงานประมาณ 10kW ที่ล้อใช้งานแล้วเพื่อรักษาความเร็ว พลังงานส่วนเกินที่ล้อมีเพียงการเร่งเท่านั้น!

เอียง

ขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังขับรถลงเนินหรือขึ้นเนินรถจะได้หรือต้องลงทุนพลังงานซึ่งสามารถคำนวณได้ผ่าน

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

สูตรต่างๆ

คุณได้รับสองสูตร:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ให้พลังงานเฉลี่ยที่จำเป็นในการเปลี่ยนพลังงานจลน์ภายในระยะเวลาที่กำหนด สิ่งนี้ไม่ได้สะท้อนว่าพลังงานอาจเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ทันทีอำนาจสามารถหาได้โดยการเลือกระยะเวลาที่สั้นลงเรื่อย ๆ ฉันไม่ต้องการรบกวนคุณกับสิ่งที่นักคณิตศาสตร์เรียกว่าการ เบี่ยงเบนผลลัพธ์ก็คือสูตรที่สองของคุณ:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

อย่างไรก็ตามผลเฉลี่ยของสูตรแรกอาจมีประโยชน์หากความแม่นยำของค่าของคุณไม่ดีนัก และเนื่องจากข้อมูลของคุณถูกถ่ายหนึ่งครั้งต่อวินาทีจึงไม่ควรสร้างความแตกต่างขนาดใหญ่สำหรับสูตรที่คุณใช้ แต่สูตรที่สองต้องการความเร่งซึ่งไม่มีอยู่ในข้อมูลของคุณและจำเป็นต้องคำนวณจากค่าความเร็วที่ตามมา นอกจากนี้ยังหมายความว่าสูตรทั้งสองไม่ให้ผลลัพธ์ที่เหมือนกัน (btw: มีวิธีที่ดีกว่าในการคำนวณการเร่งความเร็ว):

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันใช้สูตรทั้งสองสำหรับข้อมูลของคุณและพวกเขาให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกันสำหรับแหล่งความเร็วเดียวกัน

ข้อมูล

ตกลง ... Soooo ข้อความมาก แต่ยังไม่ได้ดูข้อมูลดังนั้นให้ทำ ฉันได้จัดทำภาพสองภาพแต่ละภาพแสดงความเร็วความเร่งและพลัง ครั้งแรกที่แสดงทัวร์ทั้งหมดซูมไปยังช่วงเวลา 25-100s คลิกเพื่อดูภาพขยาย:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มีความสุขที่ความเร็ว GPS และ OBD นั้นสอดคล้องกันเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็มีความแตกต่างเล็กน้อยตามที่คาดไว้เสมอและบางครั้งสัญญาณ GPS ของคุณก็หายไป

แต่คุณจะสังเกตเห็นความผันผวนเช่นที่ 75 และ 125 การกระโดดขึ้นและลงเหล่านี้มีความโดดเด่นในการเร่งความเร็วที่คำนวณได้มากกว่าเทรนด์ช้าซึ่งเป็นความเร่งที่แท้จริง ดังนั้นชัดเจนว่าพลังงานที่คำนวณได้นั้นเป็นระเบียบทั้งหมดแม้ว่าข้อมูลจริงจะอยู่ข้างในนั้น (ไม่สำคัญว่าสูตรใดที่คุณใช้ในการคำนวณพลังงานผลลัพธ์จะเหมือนกัน)

การปรับปรุงของฉัน

ภาพที่สองมีเส้นโค้งสีม่วงซึ่งเป็น polynom ของ fittet ชั้นประถมศึกษาปีที่ 4 ลงในข้อมูลความเร็วของ OBD เพื่อให้ได้เส้นโค้งที่เรียบมากซึ่งยังอธิบายถึงความเร็วได้ดี ความเบี่ยงเบนของเส้นโค้งนี้เหมาะกับข้อมูลการเร่งความเร็ว ข้อมูลพลังงานแสดงให้เห็นว่าการเร่งความเร็วของรถของคุณนั้นเกิดจากการใช้พลังงานประมาณ 12kW ในที่สุด

เป็นไปได้หรือไม่ มอเตอร์ของคุณมีประมาณ 64kW @ 6000RPM ถ้ามันแข็งแกร่งกว่า แต่ในเวลานั้นมันทำงานที่ประมาณ 3400RPM และสามารถส่งได้ประมาณ 36kW ฉันแค่คิดว่าพลังงานเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงด้วย RPM ซึ่งมากหรือน้อยจริง คุณสามารถลบ 10-15% ได้อย่างง่ายดายเนื่องจากแรงเสียดทานในโซ่ขับและ 10kW เนื่องจากการลาก ลบ 30% จาก 12kW (= 3.6kW) สำหรับความเฉื่อยตามที่ Zaid เขียนไว้และคุณจะได้ 17kW นี่ยังมากกว่า 12kW แต่เครื่องปรับอากาศความเอียงและเอฟเฟกต์อื่น ๆ สามารถอธิบายสิ่งนี้ได้อย่างง่ายดาย (คุณเหยียบคันเร่งลงไปที่พื้นหรือไม่)

คุณสามารถทำอะไรได้บ้าง

หากคุณไม่ทราบวิธีการปรับฟังก์ชั่นให้เป็นข้อมูล (EXCEL ไม่รู้จริงๆ) คุณสามารถลองวิธีการต่าง ๆ เพื่อทำให้ค่าความเร็วของคุณราบรื่น ตัวอย่างเช่นสร้างคอลัมน์ใหม่และในแต่ละแถวจะคำนวณค่าเฉลี่ยของความเร็วของแถวนี้ซึ่งเป็นแถวก่อนและหลัง อาจทำซ้ำหลาย ๆ ครั้งหรือขยายเป็นสองแถวสุดท้ายเป็นสองแถวถัดไป

แอพแรงบิด

คุณอาจสังเกตเห็นว่าแม้พลังที่คำนวณโดย Torque จะแสดงความผันผวนเล็กน้อยแม้ว่ามันจะดูนุ่มนวลขึ้นก็ตาม แม้ว่าฉันจะไม่รู้ว่า Torque คำนวณพลังงานอย่างไรดูเหมือนว่าจะใช้การปรับให้เรียบในระดับต่ำ โปรดทราบว่าสมาร์ทโฟนของคุณมีแหล่งข้อมูลมากมายมากกว่าความเร็วมันมีมาตรความเร่งและรู้ตำแหน่ง GPS เป็นไปได้ว่าแรงบิดใช้ข้อมูลนี้ด้วย และในที่สุดข้อมูล GPS มักจะสามารถใช้งานได้เพียงครั้งเดียวต่อวินาทีข้อมูลอื่น ๆ ก็จะบ่อยขึ้น มือถือของฉันสามารถอ่านเซ็นเซอร์อื่น ๆ ได้ 15 ครั้งต่อวินาที ความละเอียดยังสูงกว่าสิ่งที่คุณมีในข้อมูลของคุณ ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจว่าพลังงานที่คำนวณได้นั้นแตกต่างจากของคุณ
และ: ที่ 58: 03.7 แรงบิดอ้างว่ามีพลัง 60.88kW ที่ 3349RPM สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้สำหรับมอเตอร์ของคุณและแน่นอนว่า Torque ไม่ได้ให้ข้อมูลที่แม่นยำเช่นกัน


1
ระดับถัดไป @sweber +1 มันสมควรได้รับ +1 ทั้งหมด
DucatiKiller


โปรดดูแผ่นที่ 2 ของสเปรดชีตที่แนบมา (คอลัมน์ AZ ทั้งหมด) ฉันคำนวณ hp ตามวิธีที่คุณกล่าวถึงโดยใช้ค่าความเร็ว OBD จริงลำดับที่ 1 การปรับให้เรียบของค่าความเร็ว อันไหนใกล้กับค่าที่ถูกต้อง? ฉันหมายถึงความละเอียดที่มากกว่า 1 วินาทีจะไม่ให้ค่าที่ถูกต้อง แต่อันไหนที่ใกล้เคียงกัน? ยังไม่มีค่าใดที่ตรงกับค่าแอพ Torque Pro แต่ค่าเช่น 81.6131897 hp ที่ได้จากแอพ Torque นั้นผิดอย่างเห็นได้ชัด
Soumya Sen

5

สองสิ่งที่ต้องระวังเมื่อใช้สมการเหล่านี้

  • ความสอดคล้องของหน่วย

    หากมวลของคุณอยู่ในหน่วยกิโลกรัมความเร็วเป็นกิโลเมตร / ชั่วโมงและเร่งความเร็วเป็นไมล์ต่อสัปดาห์²คุณจะไม่ได้รับพลังแรงม้า ทางออกที่ปลอดภัยที่สุดของคุณคือการแปลงหน่วยทั้งหมดเป็น SI เมตริกและแปลงเป็น hp เป็นขั้นตอนสุดท้าย

    1000 hp = 746 kW
    
  • ปัจจัยความเฉื่อยในการหมุน

    กฎง่ายๆคือการเพิ่มอีก 20-30% ที่ด้านบนของมวลคงที่ของรถ ความจริงที่ว่ามีการหมุนของเครื่องยนต์และส่วนประกอบของระบบขับเคลื่อนหมายความว่ารถจะ "รู้สึก" เล็กน้อยที่หนักและเคลื่อนที่ได้ยากขึ้น


สมการทั้งสองมีข้อดีและข้อ จำกัด

  • Power = การเปลี่ยนแปลงใน KE / การเปลี่ยนแปลงในเวลา

    สมการนี้มีประโยชน์เมื่อไม่ได้วัดความเร่ง แต่ความเร็วเป็น กรณีนี้มักจะเกิดขึ้นกับอุปกรณ์ OBD-II

    สมการนี้ไม่เป็นความจริงหากรถกำลังเคลื่อนที่บนทางลาด (ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์)

  • พลังงาน = มวล x การเร่งความเร็ว x

    สมการนี้ทำงานโดยไม่คำนึงถึงความโน้มเอียง แต่ขึ้นอยู่กับความเร่ง


โปรดทราบว่าสมการเหล่านี้ไม่ได้นำผลของการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์มาพิจารณา


ใช่ฉันใช้สมการกับหน่วย SI ที่เหมาะสม แต่ไม่สามารถจับคู่ / เข้าใกล้ผลลัพธ์ Torque Pro คุณช่วยฉันทำงานใน excel ที่ฉันแบ่งปันได้ไหม
Soumya Sen

ก่อนที่คุณจะลองแก้ไขสเปรดชีตลองเล่นด้วยการคำนวณบนกระดาษหรือหน้าสเปรดชีตที่สนใจเพื่อดูว่าคุณสามารถทำให้มันทำงานก่อนที่จะพยายามแก้ไขปัญหาทั้งหมด
cdunn

@cdunn ฉันลองคำนวณบนกระดาษลองปรับแต่งขนาดเล็กที่นี่และที่นั่น แต่ทำไม่ได้ ฉันยังพยายามฉายปัญหานี้ด้วยความเร็วกับดักเพื่อคำนวณ hp แต่มันก็ไม่ได้ใกล้เคียงกับผลลัพธ์มากนัก
Soumya Sen

1HP = 0.746Kw = 746 วัตต์
Old_Fossil
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.