Cum simtzi diferentza de cuplu?

[ionutz_ng]

@Diesel
Daca ar fi asa cum zici tu,ar insemna ca un 220cdi care are cuplu de 300Nm sa accelereze mai tare decat un 240 benzina de 170CP care are doar 225Nm.
Eu as rezuma astfel cum vine treaba cu cuplu si cu caii putere.Avem 2 boxeri,ambii te fac knok-out in 10 secunde,doar ca unul dintre ei iti da 10 lovituri ma slabe in aceste 10 secunde al doilea loveste doar de 4 ori dar mai puternic.Primul are lovitura(cuplul) mai mic dar frecventa loviturilor(turatia) mai mare decat al doilea dar ambii au in final aceeasi putere de a te lovi(cai putere).

Deci sunt de partea lui steen:nu conteaza cuplul conteaza caii putere.Impulsuri mai puternice dar mai rare sau impulsuri mai slabe dar mai frecvente,au in final acelasi rezultat in dinamica(acceleratia) masinii.

[orca]

Ia uitati ce explicati am gasit eu pe NET...

> Cal-putere (CP) este unitatea de masura folosita pentru puterea produsa de un motor. Puterea efectiva sau puterea de frinare (CP) si kilowatii (kW) sint unitatile standard. Un calputere este egal cu 75 de kilogrammetri-forta pe secunda. Un CP este egal cu 0,736 kW, iar un kW echivaleaza cu 1,36 CP. Puterea teoretica este puterea rezultata din eliberarea energiei continute de o anumita cantitate de carburant.

> Putere indicata este puterea ce rezulta din presiunile ce actioneaza asupra pistoanelor si corespunde puterii teoretice diminuate de pierderile de calorii in peretii pistoanelor cilindrilor si in esapament.

> Puterea reala (puterea SAE - The Society of Automotive Engineers) este puterea dezvoltata de motorul singur, asezat pe un banc de probe. Se masoara la iesirea vilbrochenului din motor, dupa diverse norme.

> Puterea la roata este puterea dezvoltata de rotile motrice ale vehiculului, masurata pe un banc de probe si tine cont de pierderile de putere produse de diversele piese si angrenaje.
---------------------------------------------------------
1. PARTEA DE TEORIE (sistem "babeste"):

Sa presupunem ca avem o bara de lungime R = 1m, cuplata la axul unui motor care dezvolta un cuplu de 1Nm. La capatul barei, punem o forta rezistenta de Fu = 1N.
Atat timp cat axul nu se roteste, nu se creaza lucru mecanic. Pornim motorul si acesta incepe sa roteasca bara cu o singura rotatie. Lucrul mecanic efectuat:
Lu = Fu x Du = 1N * (2 * PI * 1m) = 2 * 3,1415 = 6,283 J
- unde PI e cunoscutul 3,1415926...

Daca rotatia respectiva s-a efectuat intr-o singura secunda, inseamna ca motorul a dezvoltat o putere de:
Pu = Lu / Tu = 6,283 J/sec = 6,283W

Evident, daca motorul va efectua "n" rotatii pe secunda (T = 1 sec), lucrul mecanic si puterea vor fi de "n" ori mai mari:

Pn = Fu * Du * (n / T) = n * 6,283 W

Daca la capatul barei de 1 metru agatam o forta de marime "C" Newton, motorul va trebui sa dezvolte un cuplu de C Nm pentru a o deplasa.
In acest caz, al unui motor de cuplu C Nm la turatia n rotatii pe secunda, puterea este:

P' = C * Fu * Du * (n / T) = C * n * 6,283 W

Dar:
- turatia se exprima in RPM (rotatii pe minut), deci RPM = n * 60
- puterea se exprima in CP (cai putere), deci CP = P' / 735,5

Rezulta:
CP * 735,5 = C * ( RPM / 60 ) * 6,283
de unde:

CP = (C * RPM) / 7023
- unde: CP -> putrea in cai putere, C -> cuplul motor in Nm, RPM -> turatia in rot/min.

Aceasta inseamna ca diagrama de putere depinde matematic de diagrama de cuplu (si invers). Ideea este ca, atunci cand se masoara un motor, in realitate se determina cuplul motor si turatia. Pe baza formulei de mai sus rezulta diagrama de putere.


2. ROLUL CUTIEI DE VITEZE:

Apoi, intervine cutia de viteze. Considerand o Dacia 1300 cu cutie viteze tip 362, ce ruleaza in treapta I de viteza la 3000 rpm, cuplul motor disponibil la una din roti este:

C1 = (95 Nm * 3,81 * 3,77 / 2 ) * 0,8 = 545 Nm
- unde: 95 -> cuplu motor maxim; 3,81 -> raport viteza I; 3,77 -> raport diferential; 2 -> nr. roti motoare; 0,8 -> eficienta (aproximativa) a transmisiei (20% pierderi).
Avem pneuri marime 165/70x13, deci diametrul este:
(165 * 0,7 ) * 2 + (13 * 25,4) = 561,2 mm = 0,561m
si deci forta de impingere la fiecare roata este:
545 Nm / 0,561m = 971,4 N = 99,1 Kgf

In treapta a patra insa (raport 0,97), tot la 3000 rpm, cuplul motor la una din roti este:
C4 = (95 Nm * 0,97 * 3,77 / 2) * 0,8 = 139 Nm, iar forta de impingere la roata:
139 Nm / 0,561m = 247,7 N = 25,2 Kgf

Se observa ca, la aceeasi turatie a motorului, forta la roata este de aproape 4 ori mai mare in treapta I de viteza, decat in treapa aIVa.

De aici rezulta doua concluzii foarte importante:
a) etajarea rapoartelor cutiei de viteze trebuie sa fie adaptata caracteristicilor motorului;
b) La valori egale ale cuplului, caroserii si cutii de viteze identice, va demara mai repede masina care poate ramane cat mai mult timp (pe o plaja de turatii cat mai larga) in trepte inferioara de viteza.


3. COMPARATIE MOTOARE BENZINA vs. (TURBO) DIESEL

Este evident ca doar valoarile de maxim ale cuplului si puterii nu spun mare lucru despre performantele unei masini. Este ideal ca graficele de cuplu si putere (raportate la turatie) sa fie cat mai "aplatizate".

Motoarele turbo-diesel au cuplu motor mai mare, disponibil inca de la turatii joase, dar plaja de turatie este mai ingusta (undeva pana la 4500..5000 rpm). Deci o masina cu motor turbo-diesel va demara mai viguros, dar nu va putea sustine mult timp acest ritm de demaraj, pentru ca se va ajunge la limita de turatie la care trebuie schimbata viteza intr-o treapta superioara. O treapta superioara => cuplu mai redus la roti => demaraj mai redus.

Motoarele cu benzina au cuplul maxim mai redus, disponibil la turatii mai inalte, dar limita maxima de turatie este si ea mai ridicata (deseori 6000+ rpm). Demarajul va fi mai putin viguros, dar va putea fi mentinut mai mult timp (schimbarea intr-o treapta superioara de viteza survine mai tarziu), datorita regimului maxim de turatie mai ridicat.

De ce, la drum intins, masinile cu motoare turbo-diesel demareaza cu o usurinta surprinatoare, fata de cele pe benzina? Pentru ca, in trafic, putini soferi merg cu motorul turat la 4000..4500 rpm. Se merge, de regula, intre 1500 .. 3000 rpm. Dar, la turatia respectiva, motoarele turbo-diesel sunt in zona de cuplu maxim. Nu si cele pe benzina. Evident ca, la apasarea brusca a pedalei de acceleratie, un turbo-diesel "pleaca" mai repede. Pentru a compara mere cu mere, cei cu motoare pe benzina ar trebui sa retrogradeze intr-o treapta inferioara, pentru a urca motorul la un regim de turatie care ofera un cuplu mai mare.

Ca o concluzie:
- Cuplul motor este ceea ce impinge masina inainte.
- Puterea, ca expresie matematica intre cuplu si turatie, exprima valoric capabilitatea unei masini de a accelera.
- Nu trebuie neglijati alti factori importanti: etajarea cutiei de viteze, turatia de regim maxim, greutatea masinii, aerodinamica, etc.

Obs: am comparat motoare turbo-diesel cu cele pe benzina aspirate, care sunt cele mai des intalnite astazi. Se schimba putin situatia cand comparam motoare turbo-diesel cu turbo pe benzina.

[mircea_cst]

Deci sunt de partea lui steen:nu conteaza cuplul conteaza caii putere.Impulsuri mai puternice dar mai rare sau impulsuri mai slabe dar mai frecvente,au in final acelasi rezultat in dinamica(acceleratia) masinii.

Ok,...dar diferenta de cuplu cum o simti ?, ca pana la urma de aici au plecat toate polologhiile de pe acest thread...spune-ne si parerea ta...

@Orca - Merci mult. Profesionist ca de obicei!

[ionutz_ng]

Diferenta de cuplu o simt doar daca ma uit la turometru sa vad cat de tare ma impinge la o anumita turatie data.In cazul unei cutii automate NU SE SIMTE NICI O DIFERENTA odata ce ai apasat pe pedala. Pt ca in cazul unui benzinar cuplul mai mic este compensat de cresterea mai viguroasa in turatii care se produce.Ca ai disel cu turatii putine si cuplu mare sau ca ai benzina care este invers,dar per ansamblu ai acceasi putere,atunci cand ai apasat pedala la fund masina pleaca tare si demareaza functie de caii putere care sunt produsul dintre turatia motorului si cuplul motor.
Luam exemplu 2 masini cu 177 de cai:un w210 270 cdi si un w211 240 benzina.Daca ambele sunt cutii automate,ambele vor demara la fel in cam toate conditiile de mers,de pe loc,la viteza medie,la viteza mare,odata ce ai apasat la fund pedala de acceleratie.Dar diferenta de cuplu intre aceste 2 masini este destul de mare(370 Nm pt cdi si doar 240 Nm pt benzinar).Daca s-ar simti asa de bine cuplul asta,la ce diferenta de cuplu este intre aceste 2 masini,benzinarul ar trebui sa ramana in spate mult.

[Diesel]

Pai nu spui nimic nou. S-a scris demult pe acest topic ca puterea da acceleratia 0-100km/h.

Interesant e ca nimeni din cei care dau drept primordiala puterea, nu simt si nu constientizeaza rolul cuplului.

In exemplul care l-ai dat, benzinarul va avea reprize mai lungi in acceleratii gen 60-100km/h sau 80-120km/h.

[steen]

------------------------------------------------
CITAT DIN ORCA ...
--------
1. PARTEA DE TEORIE (sistem "babeste"):

Sa presupunem ca avem o bara de lungime R = 1m, cuplata la axul unui motor care dezvolta un cuplu de 1Nm. La capatul barei, punem o forta rezistenta de Fu = 1N.
Atat timp cat axul nu se roteste, nu se creaza lucru mecanic. Pornim motorul si acesta incepe sa roteasca bara cu o singura rotatie. Lucrul mecanic efectuat:
Lu = Fu x Du = 1N * (2 * PI * 1m) = 2 * 3,1415 = 6,283 J
- unde PI e cunoscutul 3,1415926...

Daca rotatia respectiva s-a efectuat intr-o singura secunda, inseamna ca motorul a dezvoltat o putere de:
Pu = Lu / Tu = 6,283 J/sec = 6,283W

Evident, daca motorul va efectua "n" rotatii pe secunda (T = 1 sec), lucrul mecanic si puterea vor fi de "n" ori mai mari:

Pn = Fu * Du * (n / T) = n * 6,283 W

Daca la capatul barei de 1 metru agatam o forta de marime "C" Newton, motorul va trebui sa dezvolte un cuplu de C Nm pentru a o deplasa.
In acest caz, al unui motor de cuplu C Nm la turatia n rotatii pe secunda, puterea este:

P' = C * Fu * Du * (n / T) = C * n * 6,283 W

Dar:
- turatia se exprima in RPM (rotatii pe minut), deci RPM = n * 60
- puterea se exprima in CP (cai putere), deci CP = P' / 735,5

Rezulta:
CP * 735,5 = C * ( RPM / 60 ) * 6,283
de unde:

CP = (C * RPM) / 7023
- unde: CP -> putrea in cai putere, C -> cuplul motor in Nm, RPM -> turatia in rot/min.

Aceasta inseamna ca diagrama de putere depinde matematic de diagrama de cuplu (si invers). Ideea este ca, atunci cand se masoara un motor, in realitate se determina cuplul motor si turatia. Pe baza formulei de mai sus rezulta diagrama de putere



Koment by STEEN

Stimate coleg,
atunci cand citam din altii,e foarte simplu ,dar cand e vorba sa spunem o parere personala ...iata ce usor cadem in gresala :
EXartea de interpretare "sistem ..babeste"
1. Spui ca avem o bara de lungime R=1m (uita-te un pic mai sus)....stimate colega !!!poti sa ai bara si de LUNGIME infinita ca nu ve-i obtine datele calculate de tine...banuiesc ca ai vrut sa zici bara cu raza de 1m ...?
2. Tu spui "incepe sa roteasca bara cu o singura rotatie"...ce spui e foarte confuz...?Puteai sa spui ca bara incepe sa se roteasca cu o tura pe secunda sau pe minut...dar in nici un caz "cu o singura rotatie"
Cu tot respectul recomand mult studiu al fenomenelor mecanice ,tinand cont ca o conditie esentiala a intelegerii unui fenomen fizic ,consta in posibilitatea de a-l reproduce chiar si intr-o explicatie teoretica.Eu nu am nimic impotriva postarii anumitor informatii ba mai mult s-a vazut ca sant printre cei care le-au interpretat ,dar asa cum desigur ati vazut eu am insistat pe interpretarea personala pentru ca aici se vede ce avem in "bibilica"
Deci studiu ,studiu ,studiu ,dupa care venim cu interpretari originale care sa arate ce am inteles din ce am citit...

cu stima
steen

[ic252]

Diferenta de cuplu o simt doar daca ma uit la turometru sa vad cat de tare ma impinge la o anumita turatie data.In cazul unei cutii automate NU SE SIMTE NICI O DIFERENTA odata ce ai apasat pe pedala. Pt ca in cazul unui benzinar cuplul mai mic este compensat de cresterea mai viguroasa in turatii care se produce.Ca ai disel cu turatii putine si cuplu mare sau ca ai benzina care este invers,dar per ansamblu ai acceasi putere,atunci cand ai apasat pedala la fund masina pleaca tare si demareaza functie de caii putere care sunt produsul dintre turatia motorului si cuplul motor.
Luam exemplu 2 masini cu 177 de cai:un w210 270 cdi si un w211 240 benzina.Daca ambele sunt cutii automate,ambele vor demara la fel in cam toate conditiile de mers,de pe loc,la viteza medie,la viteza mare,odata ce ai apasat la fund pedala de acceleratie.Dar diferenta de cuplu intre aceste 2 masini este destul de mare(370 Nm pt cdi si doar 240 Nm pt benzinar).Daca s-ar simti asa de bine cuplul asta,la ce diferenta de cuplu este intre aceste 2 masini,benzinarul ar trebui sa ramana in spate mult.

Tocmai ca diferenta de cuplu intre cele doua motoare este compensata de cutia de viteze (ca e automata sau manuala tot convertizor de cuplu se numeste) care au rapoartele calculate in functie de caracteristicile de cuplu ale fiecarui dintre cele doua motoare. La un demaraj de pe loc pana pe la 120km/h (de exemplu) cutia de viteze de pe diesel va trece prin 3 rapoarte pe cand cea de pe benzina prin 1-2 rapoarte. Tu asta excluzi din comparatie si este,zic eu, important... Cu alte cuvinte, daca ambele masini(mase aproximativ egale) accelereaza la fel, inseamna > cuplul la roata este aproximativ egal si ce ai intre motor si roata? Transmisia,nu? Care cuprinde si convertizorul de cuplu...
Diferenta de cuplu,sau mai bine zis diferenta intre caracteristicile de cuplu (functie de turatie) le vei simti cel mai bine, cum a zis si Diesel, in reprize, cand accelerezi si esti in treapta mare de viteze, normal ca dieselul se descurca mai bine...pana la urma si benzinarul o sa mearga,daca are cutie automata, o sa "stie" ca trebuie ca trebuie sa retrogradeze....
Tu zici ca la cutii automate nu se simte nici o diferenta, eu iti dau dreptate daca tu nu stii/nu te intereseaza in ce treapta de viteze se afla la un moment dat...
steen, a mai pus si orca acelasi lucru, e de pe alt forum.

[doktor4carz]

Diferenta de cuplu o simt doar daca ma uit la turometru sa vad cat de tare ma impinge la o anumita turatie data.

Si cam cit de tare te poate impinge un turometru ?

[ic252]

da,chiar , spune-ne si noua poate n-am stiut ce poate turometrul nostru

[steen]

.

steen

, a mai pus si orca acelasi lucru, e de pe alt forum.

Eu am parafrazat ce a spus Orca si am comentat ...vezi jos la baza ,
da nu-s de ce nu apare pe gri...??

steen

[ic252]

am inteles, trebuie sa ai inceputul tot cu quote, in dreapta jos la postul pe care vrei sa-l incluzi, ai un buton quote.

[ionutz_ng]

Tocmai ca diferenta de cuplu intre cele doua motoare este compensata de cutia de viteze

Nu e compensata de nici o cutie de viteze.Este compensata de capacitatea motorului de a creste mai repede in turatii specifica benzinei.Se stie ca accelelratia este Forta/masa.Deci este direct proportionala cu forta cu care impinge motorul.daca cumva masina(respectiv motorul in turatii) ar accelelra doar pe baza acestei forte care este cuplul motor,atunci ar trebui ca dieselul sa aiba mereu avantaj net asupra benzinei.Intervine insa o constanta care nu poate fi calculata prin legi fizice simple si anume: capacitatea motorului de a creste in turatii.Dau alt exemplu sa ma fac mai bine inteles:
-Sa luam iar 2 motoare,de aceeasi cai putere,si sa presupunem ca benzinarul are cuplu exact de 2 ori mai mic decat al dieselului.In acest caz,benzinarul va trebui sa fie de exact 2 ori mai turat pt a mentine aceeasi putere cu dieselul.Pot sa afirm cu tarie ca asa se si intampla in mod normal.La plecarea de pe loc,daca dupa 3 secunde dieselul a ajuns la o anumita turatie,benzinarul cu aceeasi putere va ajunge la o turatie atat de mare fata de turatia dieselului pe cat este cuplul sau mai mic,astfel incat produsul turatie x cuplu este acelasi in ambele cazuri.
@Diesel-ma indoiesc ca in reprize 60-100km/h sau 80-120km/h dieselul cu aceeasi putere si masa a masinii va accelera mai repede decat benzinarul.Arata-mi date pe net sa-mi dovedesti contrariul,te rog.
@Dok4carz Turometrul ma impinge fiind legat prin dispozitive speciale de sasiu si de scaunul pe care sunt,iar atunci cand simt spatarul scaunului in spate ca ma impinge stiu cine-i capu rautatilor: nemerniku de turometru!

[ic252]

Tu zici: "....daca cumva masina(respectiv motorul in turatii) ar accelelra doar pe baza acestei forte care este cuplul motor..." , daca tu zici cuplu este o forta, cred ca trebuie sa intre invatamantul in vacanta...pana rescriem manuale de fizica ...
"Intervine insa o constanta care nu poate fi calculata prin legi fizice simple si anume: capacitatea motorului de a creste in turatii" , pai, chiar e o constanta? asta care zici tu ca e constanta complicata de calculat e chiar cuplul. Ce capacitate are motorul de a creste in turatii in gol, creste usor si repede,nu? Ia pune-i ceva in carca, adica sa si deplaseze masina, tot asa repede creste in turatii? accelereaza de la 0 la 40km/h in treapta 1 de viteza, apoi tot de la 0 la 40km/h dar in a2-a ( sa pornesti cu a2-a) si mai incearca si in a 3-a (sa pornesti in a3-a) si compara "capacitatea de a creste in turatie" a motorului, daca e constanta capacitatea asta in toate cele 4 cazuri inseamna > cutia de viteze e in plus
Completez la ce am scris anterior : diferenta de cuplu intre cele doua motoare e compensata de cutia de viteze si raportul de transmisie din diferential(la marimea raportului din diferential se observa cel mai clar), exemplu la cele doua motoare:w210 270 cdi si un w211 240 benzina
E 270cdi: raport diferential: 2,65:1 ( http://www.carfolio.com/specificatio...car/?car=90948)
E 240 benzina: 3,67:1 (http://www.carfolio.com/specificatio...car/?car=91025)
raportul in ultima treapta (cred ca a5-a) fiind acelasi : 0,83:1 .
Daca: acceleratia = Forta/masa , cum zici tu
cuplul = forta x d , d=distanta dintre bratul fortei (tangent la roata) si axul de rotatie, cum zice Diesel
Puterea = cuplul x turatia , cum spune alt coleg ( presupun ca nu e inventia voastra )
Atunci: acceleratia de ce depinde in mod direct??? de cuplu sau de putere ? puterea nu este in cazul dat de aceste relatii o marime rezultanta?

[Diesel]

@Diesel-ma indoiesc ca in reprize 60-100km/h sau 80-120km/h dieselul cu aceeasi putere si masa a masinii va accelera mai repede decat benzinarul.Arata-mi date pe net sa-mi dovedesti contrariul,te rog.

Nu trebuie sa caut...pt ca eu stiu deja acest lucru. Daca vrei sa te convingi tu singur, fa bine si cauta-ti...comparative sunt o multime la BMW diesel vs benzina.

Asta cu turometrul a fost "imperiala"...ce te faci daca masina nu e dotata cu turometru (sunt o multime de astfel de masini...gen Opel Vectra A, B samd. Nu mai simti cuplul?

[steen]

dif de cuplu

Tu zici: "....daca cumva masina(respectiv motorul in turatii) ar accelelra doar pe baza acestei forte care este cuplul motor..." , daca tu zici cuplu este o forta, cred ca trebuie sa intre invatamantul in vacanta...pana rescriem manuale de fizica ...
"Intervine insa o constanta care nu poate fi calculata prin legi fizice simple si anume: capacitatea motorului de a creste in turatii" , pai, chiar e o constanta? asta care zici tu ca e constanta complicata de calculat e chiar cuplul. Ce capacitate are motorul de a creste in turatii in gol, creste usor si repede,nu? Ia pune-i ceva in carca, adica sa si deplaseze masina, tot asa repede creste in turatii? accelereaza de la 0 la 40km/h in treapta 1 de viteza, apoi tot de la 0 la 40km/h dar in a2-a ( sa pornesti cu a2-a) si mai incearca si in a 3-a (sa pornesti in a3-a) si compara "capacitatea de a creste in turatie" a motorului, daca e constanta capacitatea asta in toate cele 4 cazuri inseamna > cutia de viteze e in plus
Completez la ce am scris anterior : diferenta de cuplu intre cele doua motoare e compensata de cutia de viteze si raportul de transmisie din diferential(la marimea raportului din diferential se observa cel mai clar), exemplu la cele doua motoare:w210 270 cdi si un w211 240 benzina
E 270cdi: raport diferential: 2,65:1 ( http://www.carfolio.com/specificatio...car/?car=90948)
E 240 benzina: 3,67:1 (http://www.carfolio.com/specificatio...car/?car=91025)
raportul in ultima treapta (cred ca a5-a) fiind acelasi : 0,83:1 .
Daca: acceleratia = Forta/masa , cum zici tu
cuplul = forta x d , d=distanta dintre bratul fortei (tangent la roata) si axul de rotatie, cum zice Diesel
Puterea = cuplul x turatia , cum spune alt coleg ( presupun ca nu e inventia voastra )
Atunci: acceleratia de ce depinde in mod direct??? de cuplu sau de putere ? puterea nu este in cazul dat de aceste relatii o marime rezultanta?

P=M.n=F.d.n=m.a.d.n de aici det. acc. a=P/m.d.n
Astept interpretari...dar un lucru e sigur...Puterea...
steen
Steen