Potęga silników elektrycznych

Wśród sympatyków (żeby nie powiedzieć fanatyków) motoryzacji panuje przekonanie, według którego silniki elektryczne niszczą piękno motoryzacji. Czy taki pogląd jest słuszny? Z całą pewnością nie! A dlaczego?

Producenci mający w swojej ofercie samochody elektryczne przyzwyczaili nas do tego, że samochody te pozbawione zostały klasycznych dla motoryzacji emocji, które zastąpiono ekologią oraz ekonomią. Jednak takie podejście nie jest wynikiem ułomności silników elektrycznych, a akumulatorów. To właśnie problematyka związana z ich ceną oraz gęstością magazynowanej energii jest czynnikiem zmuszającym producentów do ograniczania sportowych zapędów swoich modeli. Same silniki elektryczne są wyraźnie lepsze od silników spalinowych, są niemal idealne. Zapomnijmy na chwilę o ograniczeniach wynikających z akumulatorów i skupmy się wyłącznie na silniku elektrycznym, na tym co najważniejsze, na przyśpieszeniu.

Kontynuuj czytanie

Symulator osiągów samochodu

Dotychczasowe wpisy opisywały mocno uproszczony model fizyczny pojazdu, jednak można na niego spojrzeć znacznie szerzej, podwyższając tym samym dokładność obliczeń. Uproszczony model symulatora już powstał na potrzeby mojej poprzedniej strony, jednak jego obsługa była dość skomplikowana, a dokładność ograniczona ze względu na brak uwzględniania charakterystyki silnika. Problemy te naprawiłem, budując symulator od zera.

Symulator został podzielony na dwie części – część przed i po zmianach. Aby uzyskać wyniki symulacji po wprowadzeniu zmian z dość dużą dokładnością, należy dobrać wszystkie parametry dla obecnej konfiguracji samochodu tak, aby wyniki symulacji pokrywały się ze stanem faktycznym. Niestety nie wszystkie parametry są znane, dlatego niektóre z nich należy dobrać doświadczalnie, odpowiednio zwiększając lub zmniejszając ich wartości dopasowując obliczone osiągi samochodu do rzeczywistych wartości. Są to głównie pole powierzchni czołowej samochodu, współczynnik ugięcia opon i sprawność układu przeniesienia napędu.

Pobierz arkusz kalkulacyjny:
Symulator osiągów samochodu v3.1
hasło: michna.me

Kontynuuj czytanie

Lotus i jego filozofia

Czy obniżanie masy rzeczywiście ma tak duży wpływ na osiągi samochodu? Wydaje się że nie, kiedy każda nowa generacja samochodu jest cięższa i jednocześnie bardziej ekonomiczna od obecnej, a usportowione samochody potrafią ważyć po 1600-1800 kg. Jednak przeanalizujmy jak masa wpływa na prędkość maksymalną, spalanie i przyśpieszenie.

Prędkość maksymalna

Prędkość maksymalna to punkt w którym siła oporów ruchu jest równa sile z jaką odpychają się koła. Głównymi składowymi sił oporów ruchu są siły:

  1. oporu aerodynamicznego:
  2. oporów toczenia
  3. tarć wewnętrznych

Tarcia wewnętrzne to tarcia w silniku oraz układzie przeniesienia napędu, stąd oczywiste jest, że samochód jako całość nie ma znaczącego wpływu na tarcia w jego podzespołach, więc tą składową już teraz można pominąć.

Kontynuuj czytanie

O mocy i momencie obrotowym…

… czyli co to jest i skąd się bierze moc i moment obrotowy oraz czy lepsza jest moc z obrotów, czy z momentu, a więc o silnikach wysoko- i wolnoobrotowych.

O mocy i momencie powiedziano już dużo, jednak z wielu tych wypowiedzi odnieść można wrażenie, że autor sam do końca nie wie o czym pisze – stosuje uogólnienia, zbyt daleko idące porównania. Zatem rozwiążę raz na zawsze tą kwestię, sięgając aż do objętości i temperatury zapalonej mieszanki paliwowo-powietrznej.

A więc najbardziej precyzyjnie – co to jest i skąd pochodzi moc i moment obrotowy?

Kontynuuj czytanie

Z jaką siłą odpychają się koła?

Moc jest wielkością pochodną, ułatwiającą szacowanie i pomocną zwłaszcza w obliczeniach związanych z prędkością maksymalną. Dysponując dwoma silnikami z płaskim przebiegiem momentu obrotowego, z których jeden kończy się przy 5000 rpm, a drugi przy 7000 rpm połączonymi do takich samych skrzyń biegów, na pierwszym biegu do 5000 rpm będą one identycznie przyśpieszać mimo dużej różnicy w ich mocy maksymalnej.

Silnik osiągający 5000 rpm będzie przyśpieszał wolniej dopiero po zmianie na drugim bieg, kiedy silnik osiągający 7000 rpm będzie dalej pracował na pierwszym. Jednak zawsze kiedy będą pracować na tym samym biegu będą przyśpieszać identycznie. A będzie się to dziać dlatego, że siła z jaką odpychają się koła to po prostu siła działająca na tłoki, a więc moment obrotowy. Oczywiście nie jest to wartość „1-1”, 98,1 Nm nie oznacza, że na kołach mamy 10 kg. Po drodze jest kilka przekładni, które zmieniają prędkość obrotową i moment.

Kontynuuj czytanie

Zależność prędkości od mocy

Powszechne jest przekonanie, że moc określa prędkość maksymalną, a moment obrotowy przyśpieszenie. Ale dlaczego tak jest? Moc jest wskaźnikiem pozwalającym łatwo wyznaczyć prędkość maksymalną, gdyż jest ona osiągana właśnie w punkcie maksymalnej mocy. Te dwa charakterystyczne punkty da się łatwo powiązać ze sobą.

Prędkość maksymalna jest punktem, w którym siła oporu aerodynamicznego równoważy się z siłą na kołach generowaną przez silnik. A moc to po prostu iloczyn siły na kołach i prędkości pojazdu.

Kontynuuj czytanie

Bulgot amerykańskich V8

Nie ma chyba osoby, której nie zachwycałby dźwięk potężnych, amerykańskich, wolnossących silników. Wulgarna, trochę jakby nierówna praca na biegu jałowym i przerażający ryk obciążonego silnika stanowi klasykę motoryzacji. Ale dlaczego europejskie V8, mimo nawet zbliżonej pojemności nie generują takiego dźwięku?

Silniki V8 dzielone są na dwa bloki po 4 cylindry. Każdy blok ma swój indywidualny układ dolotowy i wydechowy. W prawym bloku cylindry numerowane są 1,2,3,4, a w lewym 5,6,7,8. I teraz najważniejsze – przykładowa kolejność zapłonu w amerykańskich samochodach:

1-5-4-8-7-2-6-3

Kontynuuj czytanie