הסבר מאלף: למה בנהיגת מסלול אחיזה עדיפה על כוח מנוע

[senda]

ועוד הערה אחת היא שבדרך כלל תאוצה 0-100 תלויה בכוח וגם במשקל. ככל שהמ הירות עולה התאוצה מושפעת הרבה יותר מהכוח ואילו המשקל הינו זניח. לכן רכב שיאיץ פי שתיים יותר מהר 0-100 כנראה יאיץ פי 4 מהר יותר מ 100 - 200 ...

[אאוץ]

לא לשכוח יחסי העברה.

"נהג חדש", בערב אני אקרא בעיון רב את מה שרשמת לי, נראה מעניין!

 

אביחי

[hans]

היפוטתיות במיטבה.

 

כל החישובים האלה נחמדים ויפים עד שבא מבחן המציאות.

במציאות יש כל כך הרבה גורמים, שגם אם נכמת אותם לא נגיע בהכרח למסקנה חד-משמעית.

אין תחליף לבדיקה אמיתית במסלול, ותרשה לי להכניס למשל למשוואה פרט חשוב:

 

צמיגים (כל הזכויות שמורות למוטי).

 

מספיק שיהיה הבדל גדול בצמיגים לטובת אחת המכוניות, וההבדל באחיזה יהיה גדול מאוד

לטובת אחת מהן, אפילו אם זה יתבטא בבלימה בלבד (ז"א בלימה מאוחרת יותר, ולכן כל החישוב משתנה).

[נהג רגוע]

לא הבנתי למה הגעת למסקנה שהביואיק חזקה פי 1.8 מהפג'ו, רק על סמך התאוצה מ0 עד 100.

 

כמו אופיר, גם אני חושב שהכל פה "בערך", כך שאין מטרה אמיתית לחישובים הללו. גם ההנחה שהנהג הוא אותו נהג לא רלוונטית. אם הוא, למשל, לא יודע לפנות כמו שצריך ?

 

אם אתה מייחס לשתי המכוניות עקומת מומנט שטוחה לחלוטין, אז מה העניין בביואיק ? ושוב, אם חישבת את התאוצות מ80 עד 140 בעזרת הנתון של "1.8" (שהוא לא נכון לפי דעתי), אז מה זה אומר למעשה ?

 

בסך הכל קצת חישובים לא עשו לאף אחד רע, יפה מאוד

בגלל ההבדל שבין 205 כ"ס בביואיק לבין 113 כ"ס ב1800 סמ"ק. זה בערך פי 1.8 יותר.

 

לצורך העניין, החישוב פשוט מראה איך מכונית חזקה באופן משמעותי ביותר (תקרא לה מכונית X, לא חייבת להיות קיימת במציאות) מאבדת את כל היתרון שלה בגלל ההכרח לצאת ולהכנס לסיבובים לאט יותר, ולנסוע בתוך הסיבוב לאט יותר. בלי חישוב מפורט קשה להשתכנע שיתרון של 80% בתאוצה יכול להמחק עד כדי הפסד, ועוד במסלול ש70% מהזמן אתה נמצא בישורת ולא בסיבוב.

 

עקומת מומנט שטוחה פשוט נועדה לצורך פשטות של החישוב. מבחינתי מדובר על רכב X נגד רכב Y כאשר רכב X מאיץ פי 1.8 יותר מהר מרכב Y . התאוצה היא פי 1.8 בכל מצב, ללא תלות בהתנגדות האוויר, בהילוכים, או בסל"ד שבו נמצא כל מנוע בכל רגע ומה המומנט שלו וכו'. ועדיין הרכב החזק הפסיד. הקפדתי בכוונה לקחת טווח מהירויות במסלול שבאמת אפשרי להשאר באותו הילוך כל הזמן. כמו כן המכוניות לא מתקרבות למהירות המרבית שלהן, כי אז התאוצה מתחילה לרדת.

 

לגבי הנהג, מבחינת החישובים הוא "כאילו" עובר בשבריר שניה ממצב של בלימה חזקה למצב של סיבוב חזק במהירות קבועה. זה לא אפשרי במציאות עקב מאפיינים דינמיים של הרכב ויכולת הביצוע של הנהג, ואפשר רק לשאוף לכך .

אז שוב, מה שמגביל את ביצועי המכוניות אצלי זה רק חוקי הפיזיקה החלים על הרכבים. במציאות אפשר רק לשאוף להגיע קרוב למה שמגבלות האחיזה מאפשרות, כאשר נהג גרוע ורכב עם תגובות איטיות רק מפריעים. מכיוון שאותם חוקים חלים על שני הרכבים, החישוב מדויק מספיק ומראה שלפחות בפוטנציאל, הפיז'ו מסוגלת פיזיקלית לסיים את המסלול בפחות זמן.

[אוהד_מ]

המסר שאתה מנסה להביא הוא נחמד מאד, עם זאת אם אתה לא עוסק באופן שוטף בעניין הזה ולא בעל ידע ונסיון מספיק לא תוכל לתת שום דוגמא כזו שתשקף את המציאות.

מילא היית מדבר על מכשירים בדיוניים שהמצאת לצורך הנסוי שאצלם נתון ה0-100 משקף את יחסי הכוחות/משקל-כ"ס וכד' ושהכל ליניארי ונחמד... לא הסתכלתי בכל הניתוח שלך כי במבט אחד בגרף (ושלא תחשוב אפילו שאני מזלזל) רואים כמה העניין לא רציני ולא משקף את המציאות (כמה ליניארי וחמוג' הוא), קל וחומר שלקחת כדוגמא עוד מכוניות מהחיים עם מנועים ונתוני הספק לא ליניאריים ולא נראה לי שהתחשבת בכלל בתאוצות ביניים, יחסי העברה, יחסי משקל, גורמי אוירודינמיות ושיקולים כאלה או אחרים שגם גורעים או משפרים את איכות האחיזה תוך כדי פניה, ואפילו יותר מכך- אני בטוח שבחיים האמיתיים כשלא מדובר במסלול קווי ומאולץ לכל מכונית יש קו פניה עדיף משלה.

מה לעשות אנחנו לא חיים בעולם תיכוני בוואקום.

[נהג רגוע]

ועוד הערה אחת היא שבדרך כלל תאוצה 0-100 תלויה בכוח וגם במשקל. ככל שהמ הירות עולה התאוצה מושפעת הרבה יותר מהכוח ואילו המשקל הינו זניח. לכן רכב שיאיץ פי שתיים יותר מהר 0-100 כנראה יאיץ פי 4 מהר יותר מ 100 - 200 ...

אתה צודק באופן כללי והסיבה לכך היא פשוטה.

מה שגורם לרכב להאיץ זה לא בדיוק היחס בין הספק לבין משקל, אלא היחס שבין :

הכוח שעובר לגלגלים, אחרי שמפחיתים ממנו את הכוח של התנגדות האוויר לתנועת הרכב,

לבין משקל הרכב.

הסבר פשוט עם כמה מספרים שקרובים למציאות:

 

חישוב פשוט עבור רכב א', ששוקל טון אחד:

ב80 קמ"ש לרכב יש נניח כוח דחף של 200 ק"ג בגלגלים, והתנגדות האוויר היא 20 ק"ג. הכוח הפנוי להאצה יהיה 180 ק"ג. כלומר 180 ק"ג דוחפים טון.ואם תכפיל את המהירות ל 160 קמ"ש:

ב160 קמ"ש לרכב יהיה חצי כוח דחף בגלגלים מאשר ב 80 קמ"ש. (זאת מכיוון שיחס ההעברה בגיר ארוך פי שתיים גם). כלומר 100 ק"ג דחף. התנגדות האוויר עלתה פי 2 בריבוע, כלומר עלתה פי 4 וכעת היא 80 ק"ג. הכוח הפנוי להאצה יהיה 100 פחות 80. כלומר 20 ק"ג בלבד דוחפים טון של רכב! פי 9 פחות תאוצה מאשר במהירות של 80 קמ"ש !

 

לרכב ב' יש יחס הספק משקל זהה לשל רכב א'. אבל רכב ב' שוקל כפול, כלומר 2 טון, ויש לו מנוע עם כפול כוח כדי להשיג יחס הספק משקל זהה לרכב א'. אבל המשקל נובע מהיות רכב ב' ארוך יותר, ולא רחב, גבוה או מגושם יותר, ולכן התנגדות האוויר שפועלת עליו איננה גדולה יותר מאשר על רכב א'.

 

רכב ב'

ב80 קמ"ש: רכב ב' מייצר 400 ק"ג בגלגלים, התנגדות האוויר היא 20 ק"ג. הכוח להאצה הוא 380 ק"ג. כלמר 190 ק"ג דוחפים כל טון של הרכב. דומה מאוד לרכב א'.

ב 160 קמ"ש: רכב ב' מייצר רק חצי כוח מאשר ב 80 קמ"ש, כלומר 200 ק"ג בגלגלים. התנגדות האוויר עולה פי 4 והיא 80 ק"ג. לכן הכוח הפנוי להאצה הוא 120 ק"ג. כלומר כל טון נדחף ע"י 60 ק"ג.

 

שים לב, שבמהירויות איטיות כשאין התנגדות אוויר הרכבים מאיצים זהה. ב160 קמ"ש, הרכב ששוקל כפול כבר מאיץ בקצב של פי 3 מהרכב הקל יותר!

[TShavit]

נראה לי שחלק מהמגיבים מפספסים כאן את הפואנטה.

הכוונה היא לא להראות מה יהיו זמני הקפה אמיתיים של שתי מכוניות במסלול, אלא להראות כיצד - ברמה העקרונית בלבד! - מהירות גבוהה בפניות יכולה להיות משמעותית בהרבה מעדיפות בכוח מנוע. זה הכל.

 

טל

[נהג רגוע]

מספיק שיהיה הבדל גדול בצמיגים לטובת אחת המכוניות, וההבדל באחיזה יהיה גדול מאוד לטובת אחת מהן, אפילו אם זה יתבטא בבלימה בלבד (ז"א בלימה מאוחרת יותר, ולכן כל החישוב משתנה).

אם היית מסתכל בטבלה שצרפתי באחת ההודעות הראשונות היית רואה שיש למטה הדגמה מה קורה כאשר רכב X מתחרה ברכב Y , כאשר כל ההבדל בינהם הוא שיפור יכולת הבלימה ב 20%. ואגב, במציאות אין צ'אנס לשפר בלימה ב 20%. אלא אם כן, נקודת ההתחלה של הרכב היתה צמיגים בני 8 שנים משופשפים ומתפוררים ואז הוא שופר ע"י מעבר לצמיג ספורטיבי חדש.

צר לי לאכזב אותך אבל שיפור גדול בבלימה עושה שיפור קטנטן בזמן ההקפה.

 

סיכום של השפעת שינוי פרמטר בודד על זמן הקפת המסלול:

יכולת בלימה חזקה יותר ב 20% --- שיפור זמן של 0.54%

יכולת האצה מהירה יותר ב 20% --- שיפור זמן של 2.07%

שיפור של 10% בכוח G בפניות --- שיפור זמן של 3.34%

 

ואם מדובר במסלול שבו הישורות באורך כפול (כלומר 600 מטר):

יכולת בלימה חזקה יותר ב 20% --- שיפור זמן של 0.81%

יכולת האצה מהירה יותר ב 20% --- שיפור זמן של 3.06%

שיפור של 10% בכוח G בפניות --- שיפור זמן של 2.67%

 

לא מפתיע, אבל במסלול שבו הישורות דומיננטיות יותר מהסיבובים, שיפור כוח ב20% נותן שיפור גדול יותר מאשר שיפור של 10% באחיזה. לעומת זאת במסלול שבו הישורות הן 300 מטר , דווקא שיפור האחיזה עשה יותר אפקט משיפור המנוע. בשני המסלולים כל סיבוב אורכו 90 מטר.

[senda]

נראה לי שחלק מהמגיבים מפספסים כאן את הפואנטה.

הכוונה היא לא להראות מה יהיו זמני הקפה אמיתיים של שתי מכוניות במסלול, אלא להראות כיצד - ברמה העקרונית בלבד! - מהירות גבוהה בפניות יכולה להיות משמעותית בהרבה מעדיפות בכוח מנוע. זה הכל.

 

טל

טל כולנו (או לפחות רובנו) הבנו את הכוונה המקורית. כולנו גם ראינו סרטונים למניהם על תחרויות בין אופנוע למכונית (האופנוע מאיץ טוב יותר המכונית פונה טוב יותר ובעלת מהירות סופית גבוהה יותר ) וסרטונים אחרים וכמובן שאנחנו מבינים את חשיבות האחיזה.

 

הדבר שמפריע לי פה זה נחרצות רבה של מחקר גולמי מאוד. לומר שלפעמים מהירות הסיבוב חשובה יותר מהמהירות בישורת זה דבר נכון ודוגמא תשיג את המטרה אבל הכותרת פה היא יותר מדי חד משמעית והיא מפריעה לעין. אני אחזור על הכותרת:

 

"הסבר מאלף: למה בנהיגת מסלול אחיזה עדיפה על כוח מנוע"

 

לפי הכותרת, בתור מישהו שלא מבין מהחיים שלו, הייתי בטוח שיש הוכחה ששיפור אחיזה חשוב הרבה יותר משיפור כוח.שאחיזה משופרת של 25% תתן תועלת רבה יותר מ80% יותר כוח.

 

אני מאוד מעריך את העבודה של נהג רגוע. אני גם מאוד מתעניין בחוקי הפיזיקה והקשר שלהם לרכב, אני חושב שבשביל להיות נהג טוב יותר חשוב גם להבין איך הדברים עובדים ולמה. אבל הדוגמא הנ"ל לא מייצגת כלום חוץ ממקרה פרטי מוזר והזוי למדי.

 

זה התרעומת היחידה שלי פה. עבודה נחמדה, מסקנות יכולות להיות יפות, אבל מאוד חשוב להראות שהכל מדובר על מקרה פרטי...

[nirtal]

לנהג רגוע

דבר ראשון כל הכבוד על העבודה היפה והרצינית - אהבתי.

 

דבר שני לא היו לי שום ציפיות שהנתונים שהצגת יהיו נכונים בחיים האמיתיים (כמו חלק מהמגיבים) - ובזה אני מצטרף לדבריו של טל שביט - אבל זה נותן אינדיקציה מאוד מעניינת ולפי דעתי נכונה, אותי שכנעת !

 

לפי מיטב ידיעתי מסלולים מודרניים מתוכננים כך ששליש מאורך המסלול הוא פניות ושני שליש ישורות

כך שנדמה לי שלקחת מודל די אמיתי.

 

אולי בשביל לשפר את חישובי התאוצה (הליניארית) תנסה לקחת גרף תאוצה של מכונית אמיתית (לא קשה למצוא ברשת) ולמצוא פונקציה שנראית די דומה (גרפית) - אולי משהו כמו

1 חלקי e בחזקת x

מעניין לראות אם המסקנה משתנית.

 

אבל אני עדיין בטוח שזה לא ישכנע את הלא משוכנעים ואני גם ככה כבר משוכנע.

 

 

 

אגב לא לקחת בחשבון שנהג הביואיק יעשה ספין בכל סיבוב...

[Lotus Omega]

ברצוני רק לשבח את נהג רגוע על עבודתו החרוצה.

 

היה מאוד מעניין לקרוא.

 

אגב, רוב הנתונים שאפשר להוסיף למשואות כאן, לא היו משנים את המסקנה הסופית.

גם אלו שכן היו מסבכים משמעותית את דרך שבה היה ניתן להוציא מידע מהגרף ולעבד אותו לתוצאות.

 

בברכת יום טוב,

אור.