Ροπή-Ισχύς ή αλλιώς "Τι να προσέξετε σε μία δυναμομέτρηση"

[karamoto]

Λοιπόν ο σκοπός του post αυτού είναι να ξεκαθαρίσει τι είναι ισχύς, τι ροπή,
και ποιο θέλουμε να έχει η μηχανή μας για καλές επιδόσεις. Επίσης θεωρητικά
όταν διαβάσετε αυτό το post θα πρέπει να ξέρετε αν θα έπρεπε να περνάτε με το
τετρακυλινδρό 600RR σας τον κολλητό σας με το "ροπάτο" V2 (και αν δεν τον
περνάτε μήπως φταίει ότι είστε μεγάλα κουλάδια? ), καθώς και τι στο καλό εννοεί
ο κόσμος όταν λέει ροπάτος κινητήρας . Τέλος θα πρέπει όταν διαβάζετε στο
αγαπημένο σας περιοδικό το διάγραμμα της δυναμομέτρησης της μηχανής σας να
μπορείτε να πάρετε κάποια πληροφορία από αυτό. Όλα αυτά γράφοντας μία μόνο
εξίσωση.

Για να σας ξενερώσω από την αρχή, σας λέω ότι η ισχύς και η ροπή συνδέονται με
μία πολύ απλή σχέση (στο περίπου ο συντελεστής, μην βαράτε ):

[Ισχύς του κινητήρα (σε hp) σε κάποιες στροφές] = 0.0014 x [Ροπή του κινητήρα (σε χιλιογραμμόμετρα) σε αυτές τις στροφές] x [τις στροφές του κινητήρα (σε rpm)]

Αλλιώς: P=0.0014 *M *rpm ,

όπου P η ισχύς σε hp, Μ η ροπή σε χιλιογραμμόμετρα, και rpm η ένδειξη του
στροφόμετρου σας. (Συνήθως όταν μιλάει ο κόσμος για την ισχύ ενός κινητήρα
εννοεί την μέγιστη αποδιδόμενη ισχύ ενώ προφανώς ισχύς αποδίδεται σε όλο το
φάσμα των στροφών.)

Αν διαβάζετε ακόμα ας δούμε τι λέει η παραπάνω εξίσωση:

α)Μας λέει ότι δεν υπάρχει ισχύς χωρίς ροπή και τούμπαλιν. Διπλάσια η ροπή?
Διπλάσια και η ισχύς.

β)Λέει όμως ακόμα, ότι ακόμα και ένας κινητήρας με μικρή ροπή μπορεί να δώσει
μεγάλη ιπποδύναμη αρκεί να ανεβάζει υψηλές στροφές (διατηρώντας κάποια
σοβαρή ροπή σε αυτές τις στροφές). Αν ένας 600αρης V2 κινητήρας διατηρεί 5
χιλιογραμμόμετρα ροπής μέχρι τις 10000rpm θα βγάλει (σύμφωνα με την παραπάνω
εξίσωση) περίπου 5*0.0014*10000=70hp. 'Ένας τετρακύλινδρος 600cc πιθανότατα
θα διατηρεί 5 χιλιογραμμόμετρα μέχρι τις 15000rpm οπότε θα βγάζει γύρω στα
5*0.0014*15000=105hp. Άρα καλύτερος ο τετρακύλινδρος? (Θα δούμε
παρακάτω. Όλοι του θεού είναι εκτός από τον δικό μου που είναι ο καλύτερος. :a31: )

Παρότι ισχύς και ροπή είναι άμεσα συνδεδεμένα μεταξύ τους, οι περισσότεροι
άνθρωποι έχουν διαισθητικά συνδέσει την ροπή με την επιτάχυνση και την ισχύ
του κινητήρα με την τελική.

Πράγματι η ισχύς είναι άμεσα συνδεδεμένη με την τελική ταχύτητα. Περισσότερη
μέγιστη ισχύς μεγαλύτερη η δυνατή τελική.

Η ροπή από την άλλη μας λέει πόσο γρήγορα επιταχύνει η μηχανή. Έτσι η μηχανή
μας στις στροφές της μέγιστης ροπής θα επιταχύνει πιο γρήγορα από ότι σε
υψηλότερους (ή χαμηλότερους) ρυθμούς περιστροφής με την ίδια ταχύτητα στο
κιβώτιο.

Και ένα τελευταίο και προφανές. Μπορεί η επιτάχυνση να είναι ανάλογη της ροπής
αλλά το πόση επιτάχυνση παίρνουμε εξαρτάται και από την σχέση
μετάδοσης. Αλλιώς επιταχύνει η μηχανή με πρώτη στις 6000rpm και αλλιώς με έκτη
στις ίδιες στροφές. Ή πάλι αν κοντύνετε τις σχέσεις μετάδοσης (βάζοντας
π.χ. πιο μεγάλο γρανάζι πίσω) τότε θα έχετε καλύτερη επιτάχυνση.

Ωραία η θεωρία τελείωσε. Επειδή όμως δεν καταλάβαμε τίποτα (αυτός ήταν ο
σκοπός) μερικά παραδείγματα:

Edited.....
Υ.Γ.
Μιά που εδώ και καλά τελειώσαμε την θεωρία ας αναφέρουμε και το ακόμα πιο προφανές ότι αυτό που μετράει είναι η αναλογία ισχύς-βάρους (ή ροπής-βάρους). Διπλάσιο βάρος (συνολικό μηχανής και επιβάτη) ? Μισή η επιτάχυνση (ίδια όμως η τελική που δεν εξαρτάται από το βάρος )

[X_NR750]

[karamoto]

Άσκηση 1 -------------

Έχετε μία μηχανή transformer η οποία μπορεί να παίρνει ότι κινητήρα
θέλεις. Την ετοιμάζεις λοιπόν για την πίστα σε δύο εκδόσεις:

Μία με κινητήρα τετρακύλινδρο της HoSuYaKa 600cc με απόδωση 120hp στις
14286rpm και ροπή 6 χιλιογραμμόμετρα από το ρελαντί μέχρι τον κόφτη στις
14286rpm. Αν δεν με πιστεύετε ιδού και η δυναμομέτρηση:

[karamoto]

Ο δεύτερος κινητήρας V2 της DuKaTeΜati 900cc με 120hp στις 9524rpm και ροπή
σταθερή στα 9 χιλιογραμμόμετρα από ρελαντί μέχρι τον κόφτη στις 9524rpm. Ρε τι
λέτε που δεν υπάρχει. Νατος (κόκκινες γραμμές στο πάνω post). (Οι κινητήρες αυτοί είναι κάτω
από μυστική εξέλιξη. Ο μόνος που γνωρίζει την ύπαρξη τους είμαι εγώ και ο
εξίσου διακεκριμένος πατριώτης μου Λιακόπουλος. Αλλά τα συμφέροντα, η διεθνείς
Μασονία, ο Πούτιν κ.τ.λ. δεν επιτρέπουν την κυκλοφορία τους. )

Η πίστα είναι τέτοια που μας βολεύει οι σχέσεις στον κόφτη να βγάζουν
110-140-170-200-230-260km/h. Οι κινητήρες έχουν ακριβώς το ίδιο βάρος. Ποια
μηχανή θα είναι η πιο γρήγορη, η HoSuYaKa ή η DuKaTeMati?

Συνεχίζεται

[karamoto]

Λύση
------

Κάποιοι σκέφτονται ότι αφού η DuKaTeMati έχει πιο μεγάλη ροπή κατά 50% θα
πρέπει να έχει καλύτερη επιτάχυνση κατά 50% άρα μια τρίτη τον έχει τον ψαρά
τον HoSuYaKa. Σωστό? :wacko:

Μου αρέσει ο τρόπος που σκέφτεστε αλλά κάτι ξεχνάμε. Για να πετύχει το
DuKaTeMati να δίνει η τρίτη του 170km/h στις 9524rpm έπρεπε να έχει κατά 50%
μακρύτερη τρίτη από του HoSuYaKa, το οποίο δίνει τα ίδια χιλιόμετρα αλλά στις
14286rpm. (Προσοχή στο "κοντές σχέσεις". Τα ίδια χιλιόμετρα δίνουν οι σχέσεις
στον κόφτη όμως το HoSuYaKa δίνει 50% λιγότερα χιλιόμετρα ανά 1000rpm και αυτό
εννοούμε κοντές σχέσεις εδώ) Έτσι το πλεονέκτημα της 50% επιπλέον ροπής
ισοφαρίζεται ακριβώς από τις 50% μακρύτερες σχέσεις και οι δύο μηχανές είναι
ακριβώς το ίδιο γρήγορες με όλες τις σχέσεις σε όλες τις ρεπρίζ και σε απόλυτη
επιτάχυνση και φυσικά και σε τελική (ίδια ιπποδύναμη λέμε) . Όλα αυτά σε μικρές
αποστάσεις, γιατί σε μεγάλες οι φήμες λένε ότι το DuKaTeMati σπάει.

Ηθικό δίδαγμα: Περισσότερη ροπή δίνει πλεονέκτημα στις επιταχύνσεις αλλά το
ίδιο κάνουν και οι κοντύτερες σχέσεις οι οποίες απαιτούνται στους πιο
πολύστροφους κινητήρες. Αυτή όμως ακριβώς η πολυστροφία είναι που επιτρέπει
στο HoSuYaKa να πατσίζει (βλέπε σχέση ροπής-ισχύος παραπάνω) σε ιπποδύναμη το
50% πιο ροπάτο DuKaTeMati. Τελικά δηλαδή αυτό που μετράει είναι ότι οι δύο
μηχανές έχουν την ίδια μέγιστη ισχύ και γιαυτό έχουν ακριβώς ίδιες επιδώσεις.

Στο παράδειγμα το βάρος ήταν ακριβώς το ίδιο. Στην πραγματικότητα αυτό που
μετράει για τις επιταχύνσεις είναι η αναλογία κιλών ανά ίππο, ενώ η τελική δεν
εξαρτάται από το βάρος παρά μόνο από την ισχύ και την αεροδυναμική.

[karamoto]

Πριν αρχίσετε τις λεμονόκουπες διότι το δικό σας V2 το σκίζει το 600αρι με τα
ίδια άλογα (εκτός πίστας) ας αποκαλύψουμε που μπάζει το παραπάνω παράδειγμα. :a24:

Το πρόβλημα είναι ότι οι κινητήρες δυστυχώς δεν αποδίδουν με την καμπύλη
ροπής-ισχύος των παραπάνω διαγραμμάτων αλλά στην πραγματικότητα όσο πιο
πολύστροφοι είναι τόσο πιο πολύ σέρνονται σε χαμηλές στροφές (πολύ μικρή ροπή
και κατά συνέπεια και ισχύς). Έτσι εάν είσαι μέσα σε πίστα και μπορείς να
κρατάς τον κινητήρα μακριά από την νεκρή περιοχή ενός 600 τετρακύλινδρου τότε
πράγματι πηγαίνεις σαν να έχεις 120 άλογα. Αν όμως πέσουν οι στροφές τα
καθαρόαιμα άλογα μετατρέπονται σε ημίαιμα γαϊδούρια :smilea:

Αντίθετα οι λιγότερο πολύστροφοι κινητήρες έχουν συνήθως μεγαλύτερο χρήσιμο
φάσμα ενώ και όταν βγουν από αυτό πάλι παραμένουν κανα-δύο ζωντανά. Αυτό
συνήθως ο σοφός λαός το λέει ροπάτο κινητήρα διότι σου δίνει την αίσθηση
μεγαλύτερης δύναμης από αυτήν που δηλώνει η μέγιστη ιπποδύναμη.

Η ισχύς λοιπόν μας λέει πόσο καλές θα είναι οι απόλυτες επιδώσεις (τελική
ταχύτητα, χρόνος για: 0-100km/h, 400m 1000m κτλ) μίας μηχανής, ενώ τα μεγάλα
νούμερα ροπής σε χαμηλές-ενδιάμεσες στροφές, μας λένε πόσο καλή θα είναι η
μηχανή σε καθημερινή χρήση η σε μία άγνωστη βουνίσια διαδρομή στην οποία
πολλές φορές θα βρεθούμε με λάθος σχέση σε λάθος στροφές. Γιαυτό και είναι
χρήσιμες οι δυναμομετρήσεις των περιοδικών για να δούμε αν ένας κινητήρας έχει
τα χαρακτηριστικά απόδοσης που επιθυμούμε. :ZZZ: :ZZZ:

[karamoto]

Άσκηση 2
---------

Αγαπιτώ παιριοδηκό. Είμαι ζβούρος παιδιόθαιν (κληρονομηκό χάρισμα). Κέρδισα
στο στίχιμα 12.000Ε και τα λεφτά μου φτάνουν για μοτόρι με 120 άλογατα
Αραβικά. Στο παιριοδηκό σας Μοτο300Power βρίκα τέστ 5 μοντέλα με τα
παρακάτω σχήματα (δυναμομετρήσεις τα λέτε μέσα):

[karamoto]

Πρώτο τέστ τεύχος 12453

[karamoto]

Δεύτερο τεστ τεύχος 8769875

[karamoto]

Τι είνε όλες αυτές οι γραμμές. Γιατί δεν γράφετε μόνο την τελικί και μας
μπερδέβεται? Τέλος πάντων, πιο να πάρω ρε θείο? Λες να πάρω και κράνος? Ο
Μπάμπις ο σουγιάς λέι οτί δεν χρειάζεται (Τζάμπα λεφτά αφού έχω και καπέλο με
σήμα HoSuYaKa). Να κάνο λέι τα ρέστα μπαζιλατέρ που είναι γαμάτο (βγένει και
σε χρυσό) και έχει και αυτός το ίδιο. Είνε αλήθεια ότι τα μοτόρια πιάνουν τα
295km/h? (μετρημένα λέει με Τζιπ ΠιΕσ, υπάρχουν τόσο γρήγορα τζιπ αγαπιτό
περιοδικό?) Αληθέβει ότι το πράσινο δίνει άλλα 10km\h?

Γιάννης γκαζοκίλερ

[karamoto]

Απάντηση
--------

Αγαπητέ γκαζοκίλερ. Μάλλον ότι και να επιλέξεις στην περίπτωσή σου το
αποτέλεσμα θα είναι δυστυχώς το ίδιο . Και που θα σου πω σαν του Μπάμπη θα
πάρεις που παίρνει και το μπαζιλατέρ και τζάμπα γράφω αλλά ας απαντήσω μήπως
και διαβάζει και κανένας άλλος.

Λοιπόν αυτά τα σχηματάκια λένε τα εξής:

Το πρώτο δείχνει την ροπή (άξονας στα δεξιά) και την ισχύ (άξονας αριστερά)
από δύο χιλιάρια V2 μηχανάκια. Και τα δύο έχουν ακριβώς την ίδια μέγιστη ισχύ
120hp στις 9524rpm και την ίδια μέγιστη ροπή 9.7 χιλιογραμμόμετρα στις 5850rpm.
Όπως βλέπεις όμως το μότο 1 έχει λιγότερη ροπή από το μότο 2 από τις 4500rpm
και κάτω οπότε στην περιοχή αυτή των στροφών ο κινητήρας του 2 υπερτερεί. Στις
2500rpm για παράδειγμα το 2 έχει γύρω στο 8% μεγαλύτερη ροπή το οποίο
μεταφράζεται σε 8% μεγαλύτερη επιτάχυνση.

Όμως επειδή η απόδοση των κινητήρων στις ψηλές στροφές είναι ίδια, οι απόλυτες
επιδόσεις που απασχολούν έναν γνήσιο ζβούρο σαν και εσένα, είναι ακριβώς ίδιες
(όχι όμως και οι ρεπρίζ). Βλέπεις όταν σκίζεις το μηχανάκι για να πάρεις καλό
0-100 km/h ή καλό 0-400m δουλεύεις σε ψηλές στροφές. Όμως άμα ποτέ δανείσεις
το μηχανάκι σε κανένα γνωστικό φίλο σου (όχι τον Μπάμπη ) θα διαπιστώσει ότι το
ένα είναι πιο δυνατό και ομαλό στις πιο χαμηλές στροφές. (Εσένα αποκλείεται
όμως να σε απασχολήσει οπότε πάρε το πράσινο να έχεις και +10km/h )

[karamoto]

Στο δεύτερο διάγραμμα εμφανίζεται το διάγραμμα από το τεστ τριών 600αριών
Επίσης με 120hp αλλά στις 14286rpm και μέγιστη ροπή 6.47 χιλιογραμμόμετρα
στις 8800rpm. Οι μηχανές 3 και 4 έχουν ακριβώς το ίδιο διάγραμμα ροπής με τα 1
και 2 αντίστοιχα μόνο που έχουν απλωμένη την ροπή τους σε φάσμα μιάμιση φορά
μεγαλύτερο (14286=9524*1.5) και έχουν την ροπή υποπολαπλασιασμένη κατά μιάμιση
φορά (6.47=9.7/1.5) . Έτσι ότι χάνουν τα μηχανάκια 3,4 σε ροπή (σε σχέση με τα
1,2) το κερδίζουν χρησιμοποιώντας πιο κοντές σχέσεις (βγάζοντας στον κόφτη τα
ίδια χιλιόμετρα με κάθε σχέση) . Έτσι τα 3,4 είναι τελείως ισοδύναμα σε
επιδόσεις με τα 1,2 αντίστοιχα. Και φυσικά το 3 είναι χειρότερο από το 4 αν
και οι απόλυτες επιδώσεις τους θα είναι περίπου οι ίδιες (για τους λόγους που
είπαμε και για τα 1,2).

Το μηχανάκι 5 τώρα είναι κλασσικό δείγμα τετρακύλινδρου σε σειρά κινητήρα με
πενιχρή απόδοση στις χαμηλές στροφές ο οποίος όμως σεληνιάζεται μετά τις
8-9000rpm. Είναι εμφανές ότι υστερεί σε όλο το χαμηλομεσαίο φάσμα των στροφών
και υπερτερεί μόνο μετά τις 11000 στροφές μέχρι και τον κόφτη. Αν αλλάζεις
ταχύτητες στον κόφτη και το σκίζεις κατ εξακολούθηση ακολουθείς ή και περνάς
τα άλλα μηχανάκια. Αλλά αν τυχών βγεις εκτός της ωφέλιμης περιοχής (και κυρίως
κάτω από 9000) θα δεις τους άλλους να χάνονται. Για τον ίδιο λόγο ζορίζεται
και στις εκκινήσεις όπου θέλει τρελό πατινάρισμα για να μείνει στην καλή
περιοχή λειτουργίας ο κινητήρας αλλά να μην έρθεις και καπάκι από την
άλλη. Καλό μου παιδί αν πάρεις το 5 να το πας σε μία πίστα να ξεκουλαθείς
(όχι μπουζούκια λέμε) μπας και το γλυτώσεις το κακό.

[karamoto]

Σχόλια του συγγραφέως
----------------------

Τα παραπάνω διαγράμματα είναι φανταστικά (δεν έχω μαζί μου κανένα περιοδικό,
ξέχασα να τα φέρω γαμώτο :a31: ). Οποιαδήποτε σχέση με πραγματικούς χαρακτήρες και
κινητήρες είναι τελείως συμπτωματική. Νομίζω ότι έχω ανεβάσει λίγο τα 1000άρια
V2 αλλά νομίζω ότι είναι σωστά στο πνεύμα και ας υπερβάλουν λίγο την διαφορά
του ροπάτου από τον πολύστροφο τετρακύλινδρο. Κινητήρες 600 σαν τον 3 και 4
δεν υπάρχουν δυστυχώς. Χρησιμοποιούνται μόνο για να δείξουν πως θα ήταν ένας
600 με χαρακτήρα όσο γίνεται πιο κοντά σε 1000αριού με τα ίδια άλογα.

[karamoto]

Άσκηση 3
---------

Έχουμε μια μηχανή με 60hp και 120kg και μία άλλη με βάρος 246kg και 100hp. Και
τις δύο τις καβαλάνε αναβάτες 70kg και συναντιούνται αγριεμένοι σε φανάρι στην
παραλιακή. Κοιτιούνται :a017: μαρσάρουν βρίζουν :a37: :a37: και μόλις πρασινίζει το φανάρι τα
σκίζουν. Ποιος θα κερδίσει αν τα επόμενα φανάρια είναι κοντά και ποιος αν τα
επόμενα φανάρια είναι μακριά?

[karamoto]

Λύση
------

Λοιπόν κοίτα να δεις μία σύμπτωση. Αν υπολογίσεις την αναλογία κιλών ανά ίππο
και για τις δύο μηχανές (μαζί με τον αναβάτη) βγαίνει ακριβώς ίδια (120+70)/60
= (246+70/100). Και αφού είπαμε ότι το σημαντικό είναι η αναλογία κιλών ανά
ίππο θα πρέπει να φεύγουν με την ίδια επιτάχυνση. Σωστό?

Ναι αλλά: Όταν έχουν ακόμα πολύ μικρή ταχύτητα όλη η δύναμη τους πάει στην
κίνηση της μηχανής και του αναβάτη και πράγματι έχουν παρόμοια
επιτάχυνση. Όταν όμως κινούνται με 140km/h η αεροδυναμική αντίσταση τρώει
περίπου 20 από τα αλόγατα. Άρα στα 140 η "ενεργός" αναλογία κιλών ανά ίππο
έχει αλλάξει σε (120+70)/(60-20) =4.75 και (246+70)/(100-20) =3.95 για την
πρώτη και δεύτερη μηχανή αντίστοιχα. Άρα η μηχανή με τα πολλά άλογα όσο
μεγαλώνει η ταχύτητα τόσο θα κερδίζει σε σχέση με την άλλη μηχανή.

Η απάντηση λοιπόν είναι ότι ξεκινάνε με περίπου ίσους όρους (στην αρχή ο
νικητής θα παιχτεί στις λεπτομέρειες της καμπύλης απόδοσης, τα λάστιχα,
καλύτερος οδηγός κ.τ.λ.) όσο μεγαλώνει η ταχύτητα τόσο δυσχεραίνεται η θέση
του πρώτου. Το φανάρι λοιπόν μπορεί και να το έχει αλλά το χιλιόμετρο να το
ξεχάσει.