Ensinnäkin, teho on suure, joka lasketaan ajan ja väännön funktiona, eli tehon voidaan sanoa kuvaavan vääntöä eri kierrosluvuilla.
Toiseksi, otetaan esimerkki:
Googlettamalla löytyi tällainen esimerkki:
http://www.powerflash.fi/chiptuning/datenblatt-e/peugeot-607-22hdi-133ps-317nm.html
Siinä vääntöhuippu (n.315Nm/100hp) on 2000rpm:n kohdalla ja tehohuippu (260Nm/130hp) 4000rpm:n kohdalla.
Oletetaan, että vaihdelaatikon suhde on 1:1, voimansiirto häviötön ja renkaan säde 1/3m.
Silloin vääntöhuipun kohdalla (2000rpm) autoon kohdistuu 945 Newtonin (315Nm*3) eteenpäin työntävä voima.Tehohuipun kohdalla (4000rpm) autoa työnnetään eteenpäin 780 Newtonin (260Nm*3) voimalla.
Eikö nyt ole selvää, kummassa tapauksessa auto kiihtyy paremmin?
Teho siis kuvaa tehdyn työn määrää, eikä tehty työ erittele nopeuden muutosta ajan suhteen, vaan sen summaa (olikohan tuo vaikeasti sanottu?).
Kolmanneksi, otetaan käytännön esimerkki:
Omassa autossani on vääntöhuippu jossain 3000prm:n kohdalla ja tehohuippu jossain 5500 rpm:n kohdalla. Kun kiihdytän ykkösvaihteella, irtoaa renkaat tiestä (eli auto sutii) 40km/h vauhdissa, juuri kun saavutetaan vääntöhuippu. Mutta, mitä luulette, sutiiko se vielä 5500rpm:n kohdalla?
Yhteenvetona:
Ainoa auton kiihtyvyyteen vaikuttava tekijä on moottorin vääntökäyrä ja sen muoto. Diesel-koneissa vääntökäyrä on "lyhyt" ja "alhaalla", jolloin vaihteistokaan ei paljoa pelasta, varsinkaan suuremmilla nopeuksilla. Bensiinimoottoreissa taas vääntökäyrä jatkuu korkealla pitkälle, jolloin auto kiihtyy yleensä paremmin.
Toiseksi, otetaan esimerkki:
Googlettamalla löytyi tällainen esimerkki:
http://www.powerflash.fi/chiptuning/datenblatt-e/peugeot-607-22hdi-133ps-317nm.html
Siinä vääntöhuippu (n.315Nm/100hp) on 2000rpm:n kohdalla ja tehohuippu (260Nm/130hp) 4000rpm:n kohdalla.
Oletetaan, että vaihdelaatikon suhde on 1:1, voimansiirto häviötön ja renkaan säde 1/3m.
Silloin vääntöhuipun kohdalla (2000rpm) autoon kohdistuu 945 Newtonin (315Nm*3) eteenpäin työntävä voima.Tehohuipun kohdalla (4000rpm) autoa työnnetään eteenpäin 780 Newtonin (260Nm*3) voimalla.
Eikö nyt ole selvää, kummassa tapauksessa auto kiihtyy paremmin?
Teho siis kuvaa tehdyn työn määrää, eikä tehty työ erittele nopeuden muutosta ajan suhteen, vaan sen summaa (olikohan tuo vaikeasti sanottu?).
Kolmanneksi, otetaan käytännön esimerkki:
Omassa autossani on vääntöhuippu jossain 3000prm:n kohdalla ja tehohuippu jossain 5500 rpm:n kohdalla. Kun kiihdytän ykkösvaihteella, irtoaa renkaat tiestä (eli auto sutii) 40km/h vauhdissa, juuri kun saavutetaan vääntöhuippu. Mutta, mitä luulette, sutiiko se vielä 5500rpm:n kohdalla?
Yhteenvetona:
Ainoa auton kiihtyvyyteen vaikuttava tekijä on moottorin vääntökäyrä ja sen muoto. Diesel-koneissa vääntökäyrä on "lyhyt" ja "alhaalla", jolloin vaihteistokaan ei paljoa pelasta, varsinkaan suuremmilla nopeuksilla. Bensiinimoottoreissa taas vääntökäyrä jatkuu korkealla pitkälle, jolloin auto kiihtyy yleensä paremmin.
Vastaukset 37
Vanhimmat
Ei ainakaan minulle jäänyt enään epäselvyyksiä ko.asiaan kirjoituksesi pohjalta,aika tyhjentävä oli ja hyvä tuo esimerkkisi.Olenkin hiukan ihmetellyt tätä "teho vs vääntö" termiä,kai se vääntökin on tehoa,mikäli nyt en ihan pieleen ole asiaa ymmärtänyt.
mutta olet jo pikkaisen jyvällä. Mietipäs uudestaan. Helpotetaan asiaa: mietipäs miksi formuloissa ei ole vääntöä tuon enempää ja tehoa 900 hp. Ja kiihtyyvät hyvin. Siellä ei haeta vääntöä vaan tehoa koska teho määrää. Kyllä sinä vielä hoksaat.
enhän minä kuvitellutkaan, että kaikki tajuaisivat....
Formula ykköset eivät suinkaan kiihdy hyvin tehoonsa ja painoonsa nähden . Päinvastoin.
Ota selvää kiihdytysajoista ja vertaile samantehoisiin kiihdytysautoihin !
Formula ykkönen jätettäisiin viimeiselle sijalle kiihdytyskisoissa varsinkin paino huomioon ottaen.
Auton käyttötarkoitus on aivan muuta. Rata-ajossa huipputehon merkitys korostuu, mutta sielläkin mutkista irtoaminen vaatii vääntövoimaa. Ei voida tehdä 12-vaihteisia vaihdelaatikoita !
Kiihdytyskisoissahan on homman nimi juuri se, että kanuunalähdöt tapahtuvat murhaavalla vääntövoimalla jolloin kiihtyvyyskäyrä on aluksi lähes pystysuora. Loppunopeus ratkeaa pitkälti huipputehon mukaan ja on oma juttunsa, mutta nehän olikin kiihdytyskisat.
Painava jenkkirassi kiihtyy viivalta nimenomaan suuren vääntönsä avulla esim. 7-litraisella koneellaan.
Jos siihen jenkkirassiin upotettaisiin samantehoinen, mutta esim. vain kolmelitrainen kone, olisivat ajat paljon huonompia juuri heikon alakierrosväännön vuoksi.
Mieti edullista kiihdytyskäyrän muotoa ja yhdistä se vääntökäyrään. Ehkä tajuat homman tarkoituksen.
Miksi muuten jauhat tuosta huipputehon AINOASTA autuaaksitekevyydestä koska jo tälläkin palstalla on moneen kertaan todistettu, ettei homma niin mene.
Ei sillä väännöllä kiihdytyshommissa ole mitään merkitystä, jos on kunnon vaihdelaatikko. Esim. 2.1 litrasella Toyotan koneella pärjää mainiosti 358 cid (n. 5.8L) V8:lle varttimaililla. Kummassakohan on enemmän vääntöä? hmm.....
Suosittelen muuten että käytä joskus ihan itse kiihdytyskilpailussa ja millä kierroksilla siellä kiihdytellään. Olisikohan ne kierrokset lähellä sitä kuuluisaa huipputehoa ja luistatetaankohan siellä kytkintä...
taitaa stallspeeditkin olla reilussa 5000 kierroksessa.
F1:iin. Teknisesti ylivoimaisia laitteita. Jos vääntö ratkaisisi, niin todennäköisesti passatin tdi kiihtyisi nopeammin (400nm versus 330-350nm)..
Hymyksi pistää...
Aivan oikein johdateltu.
Tähän voisi vielä jatkaa laskelmaa...jotta auto kiihtyisi huipputehon kierrosluvulla yhtä nopeasti kuin huippuväännön kierrosluvulla, pitäisi silloin kokonaisvälityssuhteen olla noin 1,2:1 (itseasiassa vähän yli). Käytännössä tämä tarkoittaisi siis pienempi vaihde.
Toisin sanottuna: "kolmosvaihteella" saadaan tässä tapauksessa sama kiihtyvyys 4000 rpm kierrosluvulla kuin "nelosvaihteella" 2000 rpm kierrosluvulla.
Formuloiden moottorit kehittävät tehoa suurilla kierroksilla (taitavat kiertää toistakymmentätuhatta), joten autoa voidaan kiihdyttää tiheämmällä välityksellä suurempaan nopeuteen kuin tavallista perheautoa.
Summa summarum...se on juuri se "eteenpäin työntävä voima" joka antaa autolle kiihtyvyyden, ja noiden välitysuhteiden avulla sen voi laskea.
--
Pyörille siis saadaa vääntöä vaihteistolla. Pienentämällä välitystä saadaan lisää vääntöä pyörille. Koulusta suoraan metrin ja kahden mittaiset rengasraudat. Pidemmällä saa sama jannu pultteihin enemmän vääntömomenttia...
Teholla kuitenkin kiihdytetään.
150 hp 410nm passat tdi
vs
150 hp 200 nm leon
Molemmat kiihtyvät tasatahtia vaikka ei pitäisi väännön perusteella. Leonissa käytetään vaihteistoa (vääntöä pyörille) ja kierrätetään enemmän. Teho ratkaisee.
>Pyörille siis saadaa vääntöä vaihteistolla.
>Pienentämällä välitystä saadaan lisää vääntöä pyörille. ---
>Molemmat kiihtyvät tasatahtia vaikka ei pitäisi
>väännön perusteella.
Näin on. Oikein olet sinäkin päätellyt. Kun kiihtyvyys on molemmilla sama, on myös vaikuttava *teho* sama...laske vaikka vääntömomenttien ja kierroslukujen avulla, niin toteat tämän myös matemaattisesti (itselläni on vain kolme intohimoa: toinen niistä on linja-autot ja toinen sähkö - matematiikka ei ole koskaan kuulunut intohimojeni joukkoon)...
:o)
--
"Silloin vääntöhuipun kohdalla (2000rpm) autoon kohdistuu 945 Newtonin (315Nm*3) eteenpäin työntävä voima.Tehohuipun kohdalla (4000rpm) autoa työnnetään eteenpäin 780 Newtonin (260Nm*3) voimalla."
Nuo eivät ole vertailukelpoisia, koska tilanteissa auton nopeus on eri. Esim. mun kottero kiihtyy 30-50 nopeammin kuin mäklaareni 330-350.
Laitappa nopeus samaksi ja laske sitten kiihtyykö paremmin huippuväännöllä vai huipputeholla.
Annoit juuri hienon esimerkin: Ehkäpä mäklaarenilla on tuossa vaiheessa muutama hevosvoima enemmän kuin omassa kotterossasi? Silti oma kotterosi kiihtyy paremmin?
Kiihtyvyys ja nopeus ovat muuten kaksi täysin eri asiaa.
asiaa. Maailma kun ei ole lineaarinen. Paljonko on muuten Formula ykkösen ilmanvastuskerroin? Laskeskelin, että luokkaa 1. Taitaa minunkin kotteroni kiihtyä nopeemmin 30-50 km/h kuin Mäkkäri 330-350 km/h
Nyt et ymmärrä tuota tilannetta ollenkaan loppuun asti. Olet miettinyt selvästikin juttua, mutta sinulta loppuu paukut.
Niin kauan kun et ymmärrä johtaa sellaista mekaniikan kaavaa, että kiihtyvyys on teho jaettuna massan ja nopeuden tulolla eli a=P/(m*v), niin älä yritä tuollaista staatista tilannetta tyrkyttää.
Perehdyhän asiaan uudelleen!
tehohan on SI-järjestemän mukaan P=J=Wm.
jos se jaetaan massalla ja nopeudella, saadaan a = Wm/kg*m/s, jollioin tuloksena on (massat supistettuna) a = Ws/kg ! Aika jännä kiihtyvyyden yksikkö? Vai teinköhän jonkin virheen?
P=J=Wm ??? Sinulla on nyt ihan perusasiat sekaisin. Nämä on ihan helppoja asioita mutta sinun pitäisi varmaan kerrata fysiikkaa ihan rauhassa.
...varmaan tutkiskella pääsi sisältöä ihan rauhassa
alle puoli minuuttia tarkastaa tuon kaavan oikeellisuus niin, että tarkistin mikä tulee kiihtyvyyden yksiköksi. Sinä et osannut selvittää kiihtyvyyden yksikköä vaikka VALMIS kaava oli annettu! Ja noilla tiedoilla vielä munaat itsesi aloittamalla keskustelun teho-vääntö keskustelulle piste. Et osaa edes peruskoulussa opetettuja asioita. Tai et ole päässyt vielä yläasteelle. Se taitaa olla selitys. Kunhan pääset yläasteelle ja saat mopon niin ehkä sitten alat ymmärtämään. No ainakin minun osalta tuli piste tälle teho-vääntökeskustelulle; sen verran sivistymätöntä porukkaa täällä on paljon.
Nyt Sinulla enemmänkin sekaisin kuin puurot ja vellit.
Ei suureita ja yksiköitä saa sotkea keskenään.
Yksiköillä tämä menee näin: w/kg/m/s=kg*m/s^2*m/s/kg/m/s=m/s^2, joka on kiihtyvyyden yksikkö.
Voihan siihen antamaani kaavaan sijoittaa myös tehon paikalle vääntö*kulmanopeus ja nopeuden paikalle säde*kulmanopeus, jolloin saat ehkä sitä asiaa, josta haaveilet. Kuitenkin tuo antamani kaava sisältää sen, että et voi verrata kiihtyvyyksiä eri nopeuksilla muuten kuin tehon kautta.
kiihtyvyys on oikeasti nopeuden muutosta ajan suhteen, eli m/s^2.
Nyt tuo sun kaava väittää, että: m/s^2 = W/(kg*m/s)! Loistavaa!
Koska olet niin hyvä matematiikassa ja fysiikassa, selitä kaavoin, miksi tuo pösö kiityisi paremmin tehomaksimin huipun kohdalla kuin vääntömaksimin kohdalla! Et taida kyetä siihen?
jonka "tavaton" antoi:
http://keskustelu.suomi24.fi/show.fcgi?category=95&conference=583&posting=22000000008988036
eikä "tavaton" väittänyt, että juuri maksimitehon kohta antaisi suurimman kiihtyvyyden. Luepa tarkasti. Tehokäyrä määrää kiihtyvyyden. Todellisuudessahan on mahdotonta, että juuri maksimitehon kohta antaisi parhaan hetkellisen kiihtyvyyden koska ilmanvastus nousee toisessa potenssissa. Kannattaa tarkastella tilannetta liike-energian muutoksen kannalta, niin huomaat, että staattiset kaavat ei päde dynamiikassa.
Eli kiihdytetään nyt vaikka 0-100 tai 100-150 niin tehokkaampi auto voittaa. Vaikka siinä tehottomammassa olisi kaksi kertaa enemmän vääntöä.
Tuo kaava, missä kiihtyvyys on esitetty tehon, massan ja nopeuden funktiona, ei sisällä muuten ilman vastusta.
Se kertoo sen yksinkertaisen tosiasian, että kiihtyvyys yleensä näin riippuu nopeudesta.
Lähtökohtina uteliaille olisi: P=F*v ja F=m*a. Kun jälkimmäisestä ratkaistaan a ja sijoitetaan siihen F:n paikalle ensimmäisestä yhtälöstä P/v, niin ollaan perillä.
Jos esim. teho on vakio, niin kiihtyvyys pienenee koko ajan nopeuden kasvaessa. Tätä ei kannattane kummemmin perustella - se vaan on niin. Differentiaalilaskennan ymmärtäminen auttaa myös näissä jutuissa.
Tämän pienenemisen päälle tulee vielä se ilman vastus lisäksi pienentämään kiihtyvyyttä. Senkin laskeminen onnistuu hyvin.
Olen laskenut auton kiihtyvyyskäyrän ja saanut hyvin tarkalleen saman, kuin testeissä. Lähtökohtana olen käyttänyt moottorin ominaiskäyriä ja tietoja auton ilmanvastuksesta.
"Teho siis kuvaa tehdyn työn määrää, eikä tehty työ erittele nopeuden muutosta ajan suhteen, vaan sen summaa"
Kannattaa soittaa vaikka Otaniemen Teknilliseen Korkeakouluun autotekniikan osastolle. Välttämättä kaikki opettajat eivät ole kesälomilla. Ne taitaa opettaa jo ihan alkeetkin siellä väärin. Ja peruskoulussa ja lukiossa.
Tulin muuten juuri lenkiltä. Kulutin tuossa tehoa pari kilowattia. Miten niitä Jouleja saisi kulutettua?
Ensimmäisen lauseen jälkeen menit kyllä menit kyllä pusikkoon niin, että rytinä kävi. Huh...toivottavasti tää oli provo.
Eli esim sähkömoottori, no hybridi vaikka prius. Smoottori antaa tasaisen vääntökäyrän reilun 400nm kohdalle. Silti auto ei liiku oikein minnekään?
siksihän kaikki moottoripyörät ja lentokoneet ovat vääntävillä turbodieselkoneilla, eikö?
Moottoripyörän kone vääntää vielä 10 000 kierroksen kohdalla, jolloin vaihteita ei tarvi lappaa, niinkuin joissain diisseleissä. Ja mitä pienempi vaihde, sen suurempi vääntövoima, eli työntävä voima, itse pyörään kohdistuu.
Vielä kun otetaan pyörän paino huomioon, on kiihtyvyys taattu.
Lentokoneissa on taas eri juttu; siellähän ei "vääntöä" oikeasti olekaan, vaan siellä kiihtyvyys perustuu ilmamassan virtaukseen turbiinin lävitse verrattuna ympäröivään ilmaan.
Mutta silti homma pelaa: vertaappa vaikka veneeseen, jossa suurin teho saadaan käytännössä suurimmilla kierroksilla, eli silloin kun vene kulkee mahdollisimman lujaa.
Jos tuo teho kiihdyttäisi venettä, ei sen kiihtyvyydellä olisi loppua, vaan sen nopeus lähestyisi ääretöntä...
Eiköhän tuo tullut kaikille jo selväksi, että teho ratkaisee auton kiihtyvyyden. Pannaan piste tälle keskustelulle.
täytt minun lisätä tähän vaihteiston ja (mahdollisen) kytkimen merkitys.
Vaihteisohan toimii ns. momenttimuuntimena, eli jos esim. vaihteiston välityssuhteet olisivat 1:1, 1:2, 1:3 ja 1:4, olisi vääntökäyrän huipulla ykkösvaihteella työntövoima edellisen pösön spekseillä (4*315Nm*3/1m)=3780N, kun taas kakkosvaihteella työntävä voima olisi (3*315Nm*3/1m)=2835N.
Kykimelläkin voidaan kikkailla luistattamalla sitä, jolloin "vaihteiston tarjoama välityssuhde" muuttuu, eli päästään ykköstäkin pienempiin vaihteisiin. Mitä enemmän kytkin luistaa, sitä "pienempi" vaihde on, jolloin suuri kierrosluku on hyödyksi, vaikka koneen vääntö tippuisikin.
>Kykimelläkin voidaan kikkailla luistattamalla
>sitä, jolloin "vaihteiston tarjoama välityssuhde"
>muuttuu, eli päästään ykköstäkin pienempiin
>vaihteisiin. Mitä enemmän kytkin luistaa, sitä
>"pienempi" vaihde on, jolloin suuri kierrosluku
>on hyödyksi, vaikka koneen vääntö tippuisikin.
Täytyypä todeta, että en valitettavasti voi yhtyä näkemykseesi tässä kohdassa: kytkin ei *lisää* käytettävissä olevaa vääntömomenttia, toisin kuin momentinmuunnin. Momentinmuuntimessa todellakin tapahtuu "välityssuhteen muutos" eli vääntömomentti kasvaa kierrosluvun kustannuksella [aivan fysiikan lakien mukaisesti].
Kun luistat kytkintä, siinä tapahtuu ainoastaan [hukka]tehon muuttumista lämmöksi, ei momentinnousua.
--
että kytkimen hyötysuhde on 0%?
Hurjaa!
Miten niin väitän tuollaista?
Sitä paitsi kytkimen hyötysuhde *on* noin 100 % silloin kun se ei luista. Momentinmuuntimen hyötysuhde on aina alle 100 %, koska siinä tapahtuu häviöitä. Mutta se *pystyy* suurentamaan vääntömomenttia toisin kuin tavallinen kitkakytkin.
--
Kun luistat kytkintä, siinä tapahtuu ainoastaan [hukka]tehon muuttumista lämmöksi, ei momentinnousua.
Mutta näinhän se juuri on: luistavassa kytkimessä tapahtuu ainoastaan tehon muuttumista lämmöksi eli siis hukkatehoksi. Momentinnousua ei kitkakytkimessä tapahdu.
Ja jos puhutaan tuosta "hyötysuhteesta" vielä, niin luistavan kytkimen hyötysuhde *on* nolla, silloin kun pääakseli ei pyöri ollenkaan - sitten kun pääakseli alkaa pyöriä, "hyötysuhde" lähestyy rajattomasti sataa prosenttia, kunnes moottori ja pääakseli pyörivät samalla nopeudella. Tällöin *koko moottorin kehittämä vääntömomentti* siirtyy vaihdelaatikon kautta voimansiirtoon.
Mutta ei missään vaiheessa *enemmän* kuin moottorin kehittämä vääntö.
--
Apiina koitti sanoa että kytkintä luistattamalla saadaan ykköstä pienempiä vaihteita. Siinä ei puhuttu sanallakaan väännön lisäämisestä. Pistäppä henkilöauton perään parin tonnin asuntovaunu ja lähde liikkeelle ylämäkeen pehmeällä alustalla niin kuin lähtisit pelkällä autolla. No sehän sammui mutta koitetaan uudestaan ja annetaan sitä kaasua hieman reippaammin sekä luistatetaan kytkintä. Kas kummaa, auton moottori ei sammunutkaan ja päästiin liikkelle.
Jos tuo olisi totta, muuttuisi kaikki moottorin antama teho lämmöksi, kun kytkintä painetaan, mutta näinhän ei ole, vai mitä?
Kytkimellä on 2 hyötysuhdetta:
todellinen hyötysuhde, joka on 0% silloin, kun kytkin on irti ja 100% silloin kun se on kiinni.
Tämä kuvaa siis pyörille siirrettävän väännön määrää.
Todellinen hytysuhde riipuu luistatuksesta ollen kutakuinkin lineaarinen: Eihän kaikki teho sentään muutu lämmöksi, vai mitä? Muutenhan kytkin palaisi heti, kun sitä painaisit?
että kytkintä luistattamalla saadaan parempi kiihtyvyys aikaiseksi koska pysytään paremmalla tehoalueella. Voi sanoa, että saadaan ykköstä pienempi vaihde.
Mikä asia Topiaksen jutussa jäi vaivaamaan ?
Kirjoitit itse
" Jos tuo olisi totta, muuttuisi kaikki moottorin antama teho lämmöksi, kun kytkintä painetaan, mutta näinhän ei ole, vai mitä? ".
Näinhän juuri on ! !
Kun kytkin on pohjassa, niin kampiakselilta tuleva kaikki teho muuttuu lämmöksi sen pienen kitkan vaikutuksesta, joka kytkimessä on, mihinkään muualle tehoa ei mene.
Pieni ymmärryksen laajennus ; Moottorista ei koskaan voi saada enempää tehoa kuin on vastetta, eli vapaana pyörivän kampiakselin päästä tuleva teho on = 0 , painelitpa sitä poljinta miten vain.